(57)【要約】  三次元造形装置は、造形ステージ上に三次元造形物の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１造形材および三次元造形物の表層部の内側に位置する内側部を構成する第２造形材を吐出して造形材層を形成させる処理を繰り返し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物を造形させる。
2016103973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形ステージと、
前記造形ステージに向けて、三次元造形物の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１造形材を吐出することによって、造形材層の第１モデル領域を形成する第１インクジェットヘッドと、
前記造形ステージに向けて、前記三次元造形物の前記表層部の内側に位置する内側部を構成する第２造形材を吐出することによって、造形材層の第２モデル領域を形成する第２インクジェットヘッドと、
前記造形ステージ、および、前記第１および第２インクジェットヘッドのうち少なくとも一方を、両者の相対距離を可変に支持する支持機構と、
前記第１および第２インクジェットヘッドと前記支持機構とを制御し、前記造形ステージ上に前記第１および第２造形材を吐出して造形材層を形成させる処理を繰り返し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物を造形させる制御部と、
を備える三次元造形装置。
【請求項２】
前記第１インクジェットヘッドは、粘度が５〜１５［ｍＰａ・ｓ］の前記第１造形材を吐出する、
請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記第１インクジェットヘッドは、体積平均粒径が１０［ｎｍ］〜５［μｍ］である前記応力発光材料を含む前記第１造形材を吐出する、
請求項１または２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記第１インクジェットヘッドは、前記応力発光材料の含有量が前記第１造形材の全質量に対して０．５〜３０質量％である前記前記第１造形材を吐出する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記支持機構により支持され、前記造形ステージに向けてサポート材を吐出する第３インクジェットヘッドをさらに備える、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記支持機構により支持され、前記第１造形材に含まれる応力発光材料とは異なる色で発光する応力発光材料を含む第４造形材を、前記造形ステージに向けて吐出する第４インクジェットヘッドをさらに備える、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記第１インクジェットヘッドおよび前記第４インクジェットヘッドから、選択的に前記第１造形材および前記第４造形材を吐出することにより、三次元造形物の表層部に、互いに発光色の異なる応力発光材料を含む複数の第１モデル領域を形成する、
請求項６に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
造形ステージに向けて、三次元造形物の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１造形材を第１インクジェットヘッドから吐出することによって、造形材層の第１モデル領域を形成し、
前記造形ステージに向けて、前記三次元造形物の前記表層部の内側に位置する内側部を構成する第２造形材を第２インクジェットヘッドから吐出することによって、造形材層の第２モデル領域を形成し、
前記造形ステージ上に前記第１および第２造形材を吐出して複数の造形材層を積層することにより三次元造形物を造形する、
三次元造形方法。
【請求項９】
前記三次元造形物の表面から所定の厚みに相当する領域が、前記応力発光材料を含有する表面層となるように構成されている３Ｄデータに基づいて、前記第１および第２のインクジェットヘッドから前記第１および第２造形材を吐出し、前記複数の造形材層を積層する、
請求項８に記載の三次元造形方法。
【請求項１０】
三次元造形物の造形中に造形ステージに向けてインクジェットヘッドから吐出され、当該三次元造形物の表層部を構成する造形材であって、
外力を受けることにより発光する応力発光材料と、エネルギーが付与されることによって硬化するエネルギー硬化性材料とを含む、
造形材。
【請求項１１】
前記応力発光材料の体積平均粒径は、１０［ｎｍ］〜５［μｍ］である、
請求項１０に記載の造形材。
【請求項１２】
前記応力発光材料の含有量は、前記造形材の全質量に対して０．５〜３０質量％である、
請求項１０または１１に記載の造形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置、三次元造形方法および造形材に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の立体形状の設計において、他部品との組み合わせ時、他部材への取り付け時、実使用時の外部物体の接触時などにおける製品の強度確保は重要である。このため、シミュレーションだけでなく、試作品を作製して強度の確認行うことが求められる。例えば、試作品を組み付け対象物に対して、例えばネジ留め、スナップ止め等により組み付ける際、その試作品のどの部位にどの程度の応力が作用しているかを把握することは難しい。現実には、試作品に加わる外力にその試作品が持ちこたえられるかどうかを確認するためには、当該試作品が実際に壊れるか否かを確かめている。そのため、製品の改良設計のために時間と手間がかかるという問題がある。応力が集中している部位が可視化されれば、強度アップするべき部位の特定が容易になり、製品設計の迅速化に役立つ。【０００３】
物体にかかる応力を可視化するために、以下のような技術が提案されている。特許文献１には、ワッシャ、ナット、ボルト等の留め具の材料に応力発光材料を混合しておいたり、留め具の表面に応力発光材料を塗布したりする技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、留め具を用いて対象物を締め付けた際に、応力発光材料からの発光量を測定することによって、留め具への外力の加わり具合を測定する。【０００４】
特許文献２には、歪みエネルギーを受けて発光するとともに、当該歪みエネルギー密度の変化の大きさに応じた発光量で発光する応力発光材料を、壁等の構造体の表面に塗布する技術が開示されている。特許文献２に記載の技術では、構造体に歪みの変化を生じさせた状態において、撮像手段（カメラ）等を用いて応力発光材料からの発光を検出することによって、構造体の表面側からは視認できない当該構造体の内部及び／または裏面にある欠陥を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７２００６号公報
【特許文献２】特開２００９−９２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載される、立体物の原料に応力発光材料を混合する方法では、高価な応力発光材料を多量に使用するためコスト面で不利になったり、立体物が応力発光材料を含む結果、もろくなってしまったりするという問題がある。また、上記特許文献１，２に記載の技術に基づき、立体物の表面に応力発光材料を塗布することで、立体物への外力の加わり具合を精度良く測定するためには、応力発光材料を立体物の表面に均一に塗布する必要がある。例えば、ディップ塗布（浸漬）により応力発光材料を立体物の表面に塗布する場合、立体物の形状が単純（例えば、平らな形状）であれば均一に応力発光材料を塗布することは容易であるが、立体物が勾配を持つ形状であったり、複雑な形状であったりすると、当該立体物の表面に均一に応力発光材料を塗布することは困難となる。立体物の表面に対して応力発光材料を均一に塗布できない、すなわち塗布ムラが発生すると、例えば応力発光材料の層が厚い部分における発光量は実際に加わった外力に対応する発光量より大きくなり、立体物への外力の加わり具合を精度良く測定することができない。【０００７】
本発明の目的は、三次元造形物の形状が複雑である場合にも、当該三次元造形物への外力の加わり具合を精度良く測定することが可能な三次元造形装置、三次元造形方法および造形材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る三次元造形装置は、
造形ステージと、
前記造形ステージに向けて、三次元造形物の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１造形材を吐出することによって、造形材層の第１モデル領域を形成する第１インクジェットヘッドと、
前記造形ステージに向けて、前記三次元造形物の前記表層部の内側に位置する内側部を構成する第２造形材を吐出することによって、造形材層の第２モデル領域を形成する第２インクジェットヘッドと、
前記造形ステージ、および、前記第１および第２インクジェットヘッドのうち少なくとも一方を、両者の相対距離を可変に支持する支持機構と、
前記第１および第２インクジェットヘッドと前記支持機構とを制御し、前記造形ステージ上に前記第１および第２造形材を吐出して造形材層を形成させる処理を繰り返し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物を造形させる制御部と、
を備える。【０００９】
上記三次元造形装置において、
前記第１インクジェットヘッドは、粘度が５〜１５［ｍＰａ・ｓ］の前記第１造形材を吐出することが好ましい。【００１０】
上記三次元造形装置において、
前記第１インクジェットヘッドは、体積平均粒径が１０［ｎｍ］〜５［μｍ］である前記応力発光材料を含む前記第１造形材を吐出することが好ましい。【００１１】
上記三次元造形装置において、
前記第１インクジェットヘッドは、前記応力発光材料の含有量が前記第１造形材の全質量に対して０．５〜３０質量％である前記前記第１造形材を吐出することが好ましい。【００１２】
上記三次元造形装置において、
前記支持機構により支持され、前記造形ステージに向けてサポート材を吐出する第３インクジェットヘッドをさらに備えることが好ましい。【００１３】
上記三次元造形装置において、
前記支持機構により支持され、前記第１造形材に含まれる応力発光材料とは異なる色で発光する応力発光材料を含む第４造形材を、前記造形ステージに向けて吐出する第４インクジェットヘッドをさらに備えることが好ましい。【００１４】
上記三次元造形装置において、
前記第１インクジェットヘッドおよび前記第４インクジェットヘッドから、選択的に前記第１造形材および前記第４造形材を吐出することにより、三次元造形物の表層部に、互いに発光色の異なる応力発光材料を含む複数の第１モデル領域を形成することが好ましい。【００１５】
本発明に係る三次元造形方法は、
造形ステージに向けて、三次元造形物の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１造形材を第１インクジェットヘッドから吐出することによって、造形材層の第１モデル領域を形成し、
前記造形ステージに向けて、前記三次元造形物の前記表層部の内側に位置する内側部を構成する第２造形材を第２インクジェットヘッドから吐出することによって、造形材層の第２モデル領域を形成し、
前記造形ステージ上に前記第１および第２造形材を吐出して複数の造形材層を積層することにより三次元造形物を造形する。【００１６】
上記三次元造形方法において、
前記三次元造形物の表面から所定の厚みに相当する領域が、前記応力発光材料を含有する表面層となるように構成されている３Ｄデータに基づいて、前記第１および第２のインクジェットヘッドから前記第１および第２造形材を吐出し、前記複数の造形材層を積層することが好ましい。【００１７】
本発明に係る造形材は、
三次元造形物の造形中に造形ステージに向けてインクジェットヘッドから吐出され、当該三次元造形物の表層部を構成する造形材であって、
外力を受けることにより発光する応力発光材料と、エネルギーが付与されることによって硬化するエネルギー硬化性材料とを含む。【００１８】
上記造形材において、
前記応力発光材料の体積平均粒径は、１０［ｎｍ］〜５［μｍ］であることが好ましい。【００１９】
上記造形材において、
前記応力発光材料の含有量は、前記造形材の全質量に対して０．５〜３０質量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、三次元造形物の造形中に、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む造形材が、当該三次元造形物の表層部を構成するようにインクジェットヘッドから吐出される。これにより、三次元造形物の形状が複雑であっても、三次元造形物の表層部として均一な厚さの応力発光材料層を形成することができる。その結果、三次元造形物の何れの場所に外力が加わっても、応力発光材料層は、実際に加わった応力に対応する発光量で発光する。よって、その発光量を測定することによって、三次元造形物への外力の加わり具合を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態における三次元造形装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における三次元造形装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるヘッドユニットの構成を示す図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂは、三次元造形装置の造形動作によって得られる三次元造形物の模式的な断面図である。図４Ｃ、図４Ｄは、インクジェット方式とは別の方法によって造形された三次元造形物の断面図である。
【図５】三次元造形装置の造形動作によって得られる三次元造形物の変形例を説明する断面図である。
【図６】本実施の形態におけるヘッドユニットの構成を示す図である。
【図７】実施例および比較例において作製された試験片を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る三次元造形装置１００の構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る三次元造形装置１００の制御系の主要部を示す図である。図１、２に示す三次元造形装置１００は、造形ステージ１４０上に、三次元造形物２００の表層部を構成するための第１造形材である第１モデル材と、三次元造形物２００の表層部よりも内側に位置する内側部を構成するための第２造形材である第２モデル材と、三次元造形物２００の造形動作中に第１および第２モデル材に接して第１および第２モデル材を支持するための第３造形材であるサポート材とからなる複数の造形材層を順に形成して積層することによって、三次元造形物２００を造形する。サポート材は、例えば造形対象物がオーバーハングする部分を有している場合等に、第１および第２モデル材の外周や内周に設けられ、三次元造形物２００の造形が完了するまでオーバーハング部分を支持する。サポート材は、三次元造形物２００の造形が完了した後に、ユーザーによって除去される。第１および第２モデル材としては、光、熱、放射線等のエネルギーを付与することで硬化するエネルギー硬化性の材料が用いられる。光硬化性樹脂材料や熱硬化性材料などの、エネルギー硬化性の材料は比較的粘度が低く、後述するインクジェット方式のインクジェットヘッドから吐出することで、精度の高い三次元造形物２００を作製することができる。本実施の形態においては、モデル材として、光硬化性材料を用いるものとして説明する。なお、図１においては、理解を容易にするため、三次元造形物２００のうち、第１モデル材を用いて形成する第１モデル領域と、第２モデル材を用いて形成する第２モデル領域とに相当する部分は実線で示し、サポート材を用いて形成し第１および第２モデル領域を支持するサポート領域に相当する部分は破線で示している。
【００２３】
三次元造形装置１００は、各部の制御や３Ｄデータの取り扱いを行うための制御部１１０、制御部１１０の実行する制御プログラムを含む各種の情報を記憶する記憶部１１５、第１および第２モデル材を用いて造形を行うためのヘッドユニット１２０、ヘッドユニット１２０を移動可能に支持するための支持機構１３０、三次元造形物２００が形成される造形ステージ１４０、各種情報を表示するための表示部１４５、外部機器との間で３Ｄデータ等の各種情報を送受信するためのデータ入力部１５０、および、ユーザーからの指示を受け付けるための操作部１６０を備える。三次元造形装置１００には、造形対象物を設計するための、あるいは、三次元測定機を用いて実物を測定して得られた三次元情報に基づいて造形用のデータを生成するためのコンピューター装置１５５が接続される。
【００２４】
データ入力部１５０は、造形対象物の三次元形状を示す３Ｄデータ（ＣＡＤデータやデザインデータなど）をコンピューター装置１５５から受け取り、制御部１１０に出力する。ＣＡＤデータやデザインデータには、造形対象物の三次元形状だけに限らず、造形対象物の表面の一部または全面および内部におけるカラー画像情報が含まれている場合もある。なお、３Ｄデータを取得する方法は特に限定されず、有線通信や無線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの短距離無線通信を利用して取得しても良いし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの記録媒体を利用して取得しても良い。また、この３Ｄデータは、当該３Ｄデータを管理および保存するサーバーなどから取得しても良い。
【００２５】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算手段を有しており、データ入力部１５０から３Ｄデータを取得し、取得した３Ｄデータの解析処理や演算処理を行う。制御部１１０は、３Ｄデータを解析することによって、最終的に三次元造形物２００の表層部を構成する領域を第１モデル領域に設定するとともに、当該表層部の内側に位置する内側部に相当する領域を第２モデル領域に設定する。また、制御部１１０は、第１および第２モデル領域を支持し、最終的に三次元造形物２００から除去される領域をサポート領域（除去対象領域）に設定する。制御部１１０は、使用するサポート材の量がなるべく少なくなるように、サポート領域を設定する。
【００２６】
制御部１１０は、データ入力部１５０から取得した３Ｄデータを、造形材層の積層方向について薄く切った複数のスライスデータに変換する。スライスデータは、三次元造形物２００を造形するための造形材層毎の造形データであり、１つの三次元造形物の表面を３角形の集まりとして記述したデータ（ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）フォーマットのデータ）を、積層方向について薄く切った断面形状を計算して作成されたものを用いることができる。各スライスデータに対しては、第１モデル領域、第２モデル領域、および、サポート領域の少なくとも一つが設定されている。つまり、スライスデータに対して、第１および第２モデル領域とサポート領域が設定されている場合や、第１および第２モデル領域のみが設定されている場合や、第１モデル領域とサポート領域のみが設定されている場合や、第１モデル領域のみが設定されている場合など色々な場合がある。サポート領域や上述した表面保護層が必要ない場合もあるし、上述したように、積層方向に多数個の造形物を作製する際の仕切りの役目で、サポート領域が造形材層の１００［％］を使用する場合もあるからである。三次元造形物２００のオーバーハング部分に相当するオーバーハング領域は、第１および第２モデル領域、および、サポート領域として設定されている。スライスデータの厚み、すなわち造形材層の厚みは、造形材層の一層分の厚さに応じた距離（積層ピッチ）と一致する。例えば、造形材層の厚みが０．０５［ｍｍ］である場合、制御部１１０は、１［ｍｍ］の高さの積層に必要な連続した２０［枚］のスライスデータを３Ｄデータから切り出す。なお、本実施形態における３Ｄデータは、三次元造形物の表面から一定の厚みに相当する領域が、後述する応力発光材料を含有する表面層となるように構成されている。このとき、表層部を有しない元の三次元造形物に表層部を追加した３Ｄデータとしても良いし、元の三次元造形物の表面から内側に一定の厚さの領域が表層部となるように作成された３Ｄデータであっても良い。また、３Ｄデータからスライスデータを作成する際に、表層部に相当する領域を含ませるようにしても良い。
【００２７】
また、制御部１１０は、三次元造形物２００の造形動作中、三次元造形装置１００全体の動作を制御する。例えば、第１および第２モデル材、および、サポート材を所望の場所に吐出するための機構制御情報を支持機構１３０に対して出力するとともに、ヘッドユニット１２０に対してスライスデータを出力する。すなわち、制御部１１０は、ヘッドユニット１２０と支持機構１３０とを同期させて制御する。制御部１１０は、後述するエネルギー付与装置１２５の制御も行う。
【００２８】
表示部１４５は、制御部１１０の制御を受けて、ユーザーに認識させるべき各種の情報やメッセージを表示する。操作部１６０は、テンキー、実行キー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、その入力操作に応じた操作信号を制御部１１０に出力する。
【００２９】
造形ステージ１４０は、ヘッドユニット１２０の下方に配置される。造形ステージ１４０には、ヘッドユニット１２０によって造形材層が形成され、この造形材層が積層されることにより、サポート領域を含む三次元造形物２００が造形される。
【００３０】
支持機構１３０は、ヘッドユニット１２０および造形ステージ１４０のうち少なくとも一方を、両者の相対距離を可変に支持し、ヘッドユニット１２０と造形ステージ１４０との相対位置を３次元で変化させる。具体的には、支持機構１３０は、図１に示すように、ヘッドユニット１２０に係合する主走査方向ガイド１３２と、主走査方向ガイド１３２を副走査方向に案内する副走査方向ガイド１３４と、造形ステージ１４０を鉛直方向に案内する鉛直方向ガイド１３６とを備え、さらに図示しないモーターや駆動リール等からなる駆動機構を備えている。
【００３１】
支持機構１３０は、制御部１１０から出力された機構制御情報に従って、図示しないモーターおよび駆動機構を駆動し、キャリッジを兼ねるヘッドユニット１２０を主走査方向および副走査方向に自在に移動させる（図１を参照）。なお、支持機構１３０は、ヘッドユニット１２０の位置を固定し、造形ステージ１４０を主走査方向および副走査方向に移動させるように構成しても良いし、ヘッドユニット１２０と造形ステージ１４０との双方を移動させるように構成しても良い。
【００３２】
また、支持機構１３０は、制御部１１０から出力された機構制御情報に従って、図示しないモーターおよび駆動機構を駆動し、造形ステージ１４０を鉛直方向下方に移動させてヘッドユニット１２０と三次元造形物２００との間隔を調整する（図１を参照）。すなわち、造形ステージ１４０は、支持機構１３０によって鉛直方向に移動可能に構成されており、造形ステージ１４０上に、Ｎを自然数としたときに、Ｎ層目の造形材層が形成された後、積層ピッチだけ鉛直方向下方に移動する。そして、造形ステージ１４０は、造形ステージ１４０上にＮ＋１層目の造形材層が形成された後、積層ピッチだけ鉛直方向下方に再び移動する。なお、支持機構１３０は、造形ステージ１４０の鉛直方向位置を固定し、ヘッドユニット１２０を鉛直方向上方に移動させても良いし、ヘッドユニット１２０と造形ステージ１４０との双方を移動させても良い。
【００３３】
ヘッドユニット１２０は、図２，３に示すように、インクジェット方式の第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２、第３インクジェットヘッド１２３、平滑化装置１２４およびエネルギー付与装置１２５を筐体１２０Ａの内部に備える。
【００３４】
第１インクジェットヘッド１２１は、長手方向（副走査方向）に列状に配列された複数の吐出ノズルを有する。第１インクジェットヘッド１２１は、長手方向に直交する主走査方向に走査しながら、造形ステージ１４０に向けて複数の吐出ノズルから第１モデル材の液滴を選択的に吐出する。第１インクジェットヘッド１２１は、１層分の造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対して第１モデル領域が設定された領域に、第１モデル材の液滴を吐出する。この吐出動作を、副走査方向にずらしながら複数回繰り返すことにより、造形ステージ１４０上の所望の領域に造形材層の第１モデル領域を形成する。造形材層の第１モデル領域は、光エネルギーの照射による硬化処理が施されることにより硬化する。硬化の度合いは照射される光エネルギー量によって異なり、半硬化の状態にすることもできるし、実質的に完全に硬化した状態にすることもできる。ここで、半硬化とは、第１モデル材が、層（造形材層）として形状を維持することができる程度の粘度を有するように完全硬化よりも低い度合いで硬化された状態を言うものとする。
【００３５】
第２インクジェットヘッド１２２は、長手方向（副走査方向）に列状に配列された複数の吐出ノズルを有する。第２インクジェットヘッド１２２は、長手方向に直交する主走査方向に走査しながら、造形ステージ１４０に向けて複数の吐出ノズルから第２モデル材の液滴を選択的に吐出する。第２インクジェットヘッド１２２は、１層分の造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対して第２モデル領域が設定された領域に、第２モデル材の液滴を吐出する。この吐出動作を、副走査方向にずらしながら複数回繰り返すことにより、造形ステージ１４０上の所望の領域に造形材層の第２モデル領域を形成する。造形材層の第２モデル領域は、光エネルギーの照射による硬化処理が施されることにより硬化する。
【００３６】
第３インクジェット１２３は、長手方向（副走査方向）に列状に配列された複数の吐出ノズルを有する。第３インクジェットヘッド１２３は、長手方向に直交する主走査方向に走査しながら、造形ステージ１４０に向けて複数の吐出ノズルからサポート材の液滴を選択的に吐出する。第３インクジェットヘッド１２３は、１層分の造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対してサポート領域が設定された領域に、サポート材の液滴を吐出する。この吐出動作を、副走査方向にずらして複数回繰り返すことにより造形ステージ１４０上の所望の領域に造形材層のサポート領域を形成する。
【００３７】
このように、制御部１１０からの制御信号によって支持機構１３０が作動するとともに、制御部１１０から送られるスライスデータに基づいて、第１インクジェットヘッド１２１からは第１モデル材が選択的に造形ステージ１４０に供給され、第２インクジェットヘッド１２２からは第２モデル材が選択的に造形ステージ１４０に供給され、第３インクジェットヘッド１２３からはサポート材が選択的に造形ステージ１４０に供給されることで三次元造形物２００の造形が行われる。すなわち、制御部１１０、支持機構１３０、ヘッドユニット１２０、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３等によって、第１モデル領域、第２モデル領域およびサポート領域の少なくとも一つを含む造形材層が形成される。
【００３８】
第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３としては、従来公知の画像形成用のインクジェットヘッドが用いられる。なお、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３が有する複数の吐出ノズルは、列状に配列されていれば良く、直線状に並んでいても良いし、ジグザグ配列で全体として直線状になるように並んでいても良い。
【００３９】
第１インクジェットヘッド１２１は、第１モデル材を吐出可能な状態で貯留する（もしくは、図示しないタンクから第１モデル材が供給される）。本実施の形態では、第１インクジェットヘッド１２１として、例えば、粘度が５〜１５［ｍＰａ・ｓ］の範囲で第１モデル材を吐出できるものを採用することができる。なお、本明細書において、粘度は、２０℃において、キャピラリー型の粘度計、振動型の粘度計、キャノンフェンスケ粘度計、オストワルド粘度計、流速型粘度計などの測定装置を用いて測定するものとする。第１モデル材は、外力（歪エネルギー）を受けることにより発光する応力発光材料と、特定波長の光（光エネルギー）が照射されることにより硬化する光硬化性材料とを含む。応力発光材料は、受けた外力に応じて発光量を変化させる。応力発光材料は、例えば、高度に構造を制御した無機結晶骨格の中に、発光中心となる元素を添加した材料（セラミックス）であり、粉末微粒子の状態で得られる。無機材料や発光中心の種類を選択することにより、紫外〜可視〜赤外の様々な波長で発光する材料を得ることができる。応力発光材料としては、例えば緑色に発光する発光中心としてユーロピウムを添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）や、黄橙色に発光する発光中心としてマンガンを添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）等が挙げられる。その他、応力発光材料としては、特開２０００−０６３８２４号公報や特開２０００−１１９６４７号公報に記載の材料等が挙げられる。
【００４０】
なお、応力発光材料の体積平均粒径は、好ましくは１０［ｎｍ］〜５［μｍ］であり、より好ましくは１０〜１００［ｎｍ］である。応力発光材料の体積平均粒径が１０［ｎｍ］未満であると製造することが難しくなり、応力発光材料の体積平均粒径が５［μｍ］を超えると、応力発光材料は、第３インクジェットヘッド１２３が有する吐出ノズルから吐出される際に当該吐出ノズルに詰まるおそれがある。また、応力発光材料は、第１モデル材の全質量を１００部としたときに０．５〜３０質量部（換言すれば、第１モデル材の全質量に対して０．５〜３０質量％）添加されることが好ましく、より好ましくは１〜１０質量部添加されることが好ましい。添加量が少なすぎると外力を受けた際における応力発光材料の発光量は微小となる一方、添加量が多すぎると第１モデル材がもろくなってしまう。光硬化性材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂材料が挙げられ、アクリル酸エステルまたはビニルエーテル等のラジカル重合系紫外線硬化性樹脂材料や、エポキシまたはオキセタン等のモノマーやオリゴマーと、樹脂に応じた重合開始剤としてアセトフェノンやベンゾフェノン等とを組み合わせて使用するカチオン重合系紫外線硬化性樹脂材料を用いることができる。
【００４１】
第２インクジェットヘッド１２２は、第２モデル材を吐出可能な状態で貯留する（もしくは、図示しないタンクから第２モデル材が供給される）。本実施の形態では、第２インクジェットヘッド１２２として、例えば、粘度が５〜１５［ｍＰａ・ｓ］の範囲で第２モデル材を吐出できるものを採用することができる。第２モデル材としては、特定波長の光（光エネルギー）が照射されることにより硬化する光硬化性材料が用いられる。第２モデル材は、応力発光材料を含んでいない。
【００４２】
第３インクジェットヘッド１２３は、サポート材を吐出可能な状態で貯留する（もしくは、図示しないタンクからサポート材が供給される）。本実施の形態では、第３インクジェットヘッド１２３として、例えば、粘度が５〜１５［ｍＰａ・ｓ］の範囲でサポート材を吐出できるものを採用することができる。サポート材としては、特定波長の光が照射されることにより硬化する光硬化性材料としての光硬化性モノマーおよび光ラジカル重合開始剤を含む。サポート材には、ポリエチレングリコール、部分的にアクリル化された多価アルコール・オリゴマー、親水性置換基を有するアクリル化オリゴマーやそれらを組み合わせた材料を添加することで水との接触に対して膨潤する機能を持たせても良い。これにより、サポート材の除去を行いやすくすることができる。なお、サポート材として、熱エネルギーが付与されることにより硬化する熱硬化性材料を用いても良いし、放射線が照射されることにより硬化する放射線硬化材料を用いても良いし、これらに水膨潤性を持たせた材料を用いても良い。
【００４３】
各インクジェットヘッド１２１、１２２、１２３からは、目的とする立体物のスライスデータに基づいて、造形材を微小な液滴（液滴径：数十［μｍ］）として吐出することにより、高精細な造形材層が形成される。そして、これらを積層することにより高精細な三次元造形物を造形することができる。また、各インクジェットヘッド１２１、１２２、１２３は、複数の吐出ノズルが配列された副走査を不要とする長さを有するインクジェットヘッド（いわゆるラインヘッド）であり、大きな三次元造形物であっても比較的短時間で造形することができる。
【００４４】
平滑化装置１２４は、均しローラー１２４Ａ、ブレード等の掻き取り部材１２４Ｂおよび回収部材１２４Ｃを筐体１２０Ａの内部に備える。均しローラー１２４Ａは、制御部１１０の制御下において図３中の反時計回り方向に回転駆動可能であり、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３により吐出された第１および第２モデル材表面、および、サポート材表面に接触して第１および第２モデル材表面、および、サポート材表面の凹凸を平滑化する。その結果、均一な層厚を有する造形材層が形成される。造形材層の表面が平滑化されることにより、次の造形材層を精度良く形成して積層することができるので、高精度の三次元造形物２００を造形することができる。均しローラー１２４Ａの表面に付着した第１および第２モデル材、および、サポート材は、均しローラー１２４Ａの近傍に設けられた掻き取り部材１２４Ｂによって掻き取られる。掻き取り部材１２４Ｂによって掻き取られた第１および第２モデル材、および、サポート材は、回収部材１２４Ｃによって回収される。なお、均しローラー１２４Ａに代えて、他の回転体、例えば、無端ベルトを用いるようにしても良い。
【００４５】
エネルギー付与装置１２５は、造形ステージ１４０に向けて吐出された、光硬化性材料の第１および第２モデル材、および、サポート材に硬化処理としての光エネルギー照射処理を施して、半硬化させる露光ヘッドである。第１および第２モデル材、および、サポート材として紫外線硬化性材料を用いる場合、エネルギー付与装置１２５として、紫外線を放射するＵＶランプ（例えば、高圧水銀ランプ）が好適に用いられる。なお、エネルギー付与装置１２５としては、高圧水銀ランプの他に、低圧水銀灯、中圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプまたは紫外線ＬＥＤランプ等を任意に用いることができる。エネルギー付与装置１２５は、制御部１１０からの制御信号によって、照射タイミングや露光量が制御される。露光量の制御は、エネルギー付与装置１２５に加える電圧や電流等を調整してエネルギー付与装置１２５の発光量を変化させることで行うようにしても良いし、エネルギー付与装置１２５と第１および第２モデル材やサポート材との間に、光学的なフィルターを挿抜できるように配置したり、複数種類のフィルターを切り替えられるように構成して、これらを挿抜したり切り替えたりすることで行うようにしても良い。
【００４６】
こうして、高精度に三次元造形を行うことが可能なインクジェット方式の三次元造形装置１００により、三次元造形物２００を構成する領域と、三次元造形物２００を覆う表層であって応力発光材料を含む層を構成する領域とを含む造形材層が、同時に形成される。
【００４７】
ヘッドユニット１２０は、１層分の造形材層を形成する際、主走査方向に造形ステージ１４０上の一方の端部から他方の端部まで走査しながら、第１モデル領域および第２モデル領域が設定された領域に第１モデル材および第２モデル材をそれぞれ吐出するとともに、サポート領域が設定された領域にサポート材を吐出する。次に、ヘッドユニット１２０は、第１および第２モデル材、および、サポート材の吐出を一旦停止し、主走査方向に造形ステージ１４０上の他方の端部から一方の端部まで走査する。次に、ヘッドユニット１２０は、第１インクジェットヘッド１２１による第１モデル材の吐出位置、第２インクジェットヘッド１２２による第２モデル材の吐出位置、および、第３インクジェットヘッド１２３によるサポート材の吐出位置が重ならないように副走査方向に走査する。これらの動作を繰り返すことにより、造形ステージ１４０上の所定の領域を走査し、１層分の造形材層を形成することができる。そして、三次元造形装置１００は、造形ステージ１４０上に、複数の造形材層を順に形成して積層することによって、三次元造形物２００を造形する。
【００４８】
こうして、三次元造形物２００を形成しつつ、目的とする立体物である三次元造形物２００を覆う表面層に相当する応力発光材料を含有する層も同時に精度よく形成され、表面に応力発光材料を含む均一な層が形成された三次元造形物２００を得ることができる。
【００４９】
図４Ａは、造形中の三次元造形物２００を示す模式的な断面図である。なお、図４Ａにおいては、三次元造形装置１００の行う造形動作の理解を容易にするため、各吐出ドット間および各造形材層間に境界線を記載するとともに、１ドットを粗く模式的に示してある。第１インクジェットヘッド１２１は、各造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対して第１モデル領域が設定された領域、すなわち最終的に三次元造形物２００の表層部を構成する領域に、外力を受けることにより発光する第１モデル材２１０の液滴を吐出する。第２インクジェットヘッド１２２は、各造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対して第２モデル領域、すなわち三次元造形物２００の表層部の内側に位置する内側部を構成領域が設定された領域に、第２モデル材２２０の液滴を吐出する。第３インクジェットヘッド１２３は、各造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対してサポート領域が設定された領域に、サポート材２３０の液滴を吐出する。
【００５０】
図４Ｂは、図４Ａで説明した手順で造形を行い、さらに、サポート材２３０を除去した後の三次元造形物２００の断面図である。各インクジェットヘッド１２１，１２２，１２３から造形材を吐出することにより、三次元造形物２００を構成する領域、三次元造形物２００を覆う表層であって応力発光材料を含む層を構成する領域、および、サポート領域を含む造形材層がスライスデータに基づいて高精度に形成される。このような造形材層が積層されていくことで、図４Ｂに示すように、三次元造形物２００の表層部２５０には、均一な厚さの応力発光材料層が形成されている。よって、三次元造形物２００の形状が複雑であり、三次元造形物２００の任意位置に外力が加わっても、応力発光材料層は、実際に加わった外力に対応する発光量で発光する。よって、その発光量を測定することによって、三次元造形物２００への外力の加わり具合を精度良く測定することができる。
【００５１】
図４Ｃは、インクジェット方式による三次元造形方法とは別の方法（例えば、切削、射出成型）によって造形された三次元造形物２６０の断面図である。図４Ｄは、図４Ｃに示す三次元造形物２６０の表面に応力発光材料２７０を塗布した後の様子を示す断面図である。図４Ｄに示すように、三次元造形物２６０のうち形状が単純な部分（例えば、平らな部分）であれば当該三次元造形物２６０の表面に均一に応力発光材料２７０を塗布することができる。その一方、三次元造形物２６０のうち形状が複雑な部分では、当該三次元造形物２６０の表面に均一に応力発光材料２７０を塗布することは困難となる。このように、三次元造形物２６０の表面に対して応力発光材料２７０を均一に塗布できない、すなわち塗布ムラが発生すると、例えば応力発光材料２７０の層が厚い部分における発光量は実際に加わった外力に対応する発光量より大きくなり、三次元造形物２６０への外力の加わり具合を精度良く測定することができない。
【００５２】
以上詳しく説明したように、本実施の形態の三次元造形装置１００は、造形ステージ１４０に向けて、三次元造形物２００の表層部を構成し、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１モデル材２１０を吐出することによって、造形材層の第１モデル領域を形成する第１インクジェットヘッド１２１と、造形ステージ１４０に向けて、三次元造形物２００の表層部の内側に位置する内側部を構成する第２モデル材２２０を吐出することによって、造形材層の第２モデル領域を形成する第２インクジェットヘッド１２２と、造形ステージ１４０、および、第１および第２インクジェットヘッド１２１，１２２のうち少なくとも一方を両者の相対距離を可変に支持する支持機構１３０と、第１および第２インクジェットヘッド１２１，１２２と支持機構１３０とを制御し、造形ステージ１４０上に第１および第２モデル材を吐出して造形材層を形成させる処理を繰り返し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物２００を造形させる制御部１１０とを備える。
【００５３】
このように構成した本実施の形態によれば、三次元造形物２００の造形中に、外力を受けることにより発光する応力発光材料を含む第１モデル材２１０が、三次元造形物２００の表層部を構成するように第１インクジェットヘッド１２１から吐出される。これにより、三次元造形物２００の形状が複雑であっても、三次元造形物２００の表層部として均一な厚さの応力発光材料層を形成することができる。その結果、三次元造形物２００の何れの場所に外力が加わっても、応力発光材料層は、実際に加わった応力に対応する発光量で発光する。よって、その発光量を測定することによって、三次元造形物２００への外力の加わり具合を精度良く測定することができる。
【００５４】
デザイナーや設計者は、造形された三次元造形物２００を実際に手にとって、三次元ＣＡＤソフトウエア上で設計した造形対象物の形状を確認するとともに、ものづくりの設計段階における試作品として、その三次元形状の強度確認や、組み付け部品への組み付ける際にどの部位にどの程度の応力が作用するかを確認することができる。特に、三次元造形物２００を構成する樹脂の靱性を高くしておくと、当該三次元造形物２００を、実際の製品や部品の代替物として動作確認を行うことも可能となる。
【００５５】
なお、上記実施の形態において、三次元造形物２００の表層部の全体に応力発光材料層を形成するのではなく、外力の加わり具合を測定する対象部位のみに第１モデル材２１０を吐出して応力発光材料層を形成しても良い。例えば、図５Ａには断面が十字架状の三次元造形物２００の一つの突起部のみに応力発光材料層２１０が設けられている。これにより、応力発光材料の使用量を減らすことができ、ひいては三次元造形物２００の造形コストを減少させることができる。
【００５６】
また、上記実施の形態において、外力を受けることによりそれぞれ異なる色に発光する複数の応力発光材料を用い、主走査方向および副走査方向と、鉛直方向とで発光する色を変えるように三次元造形物２００の表層部を形成しても良い。図５Ｂは、外力を受けることによりそれぞれ異なる色に発光する２つの応力発光材料を用い、断面が十字架状の三次元造形物２００の一つの突起部の主走査方向および副走査方向と、鉛直方向とで発光する色を変えるように三次元造形物２００の表層部２１０Ａ，２１０Ｂをそれぞれ形成した例を示している。これにより、三次元造形物２００へ外力が加わった際に発光した色毎の発光量をそれぞれ測定することにより、どの方向（主走査方向および副走査方向、または、鉛直方向）にどれくらいの外力が加わったかを容易に測定することができる。
【００５７】
また、上記実施の形態において、外力を受けることによりそれぞれ異なる色に発光する複数の応力発光材料を用い、ある方向における複数の異なる位置で発光する色を変えるように三次元造形物２００の表層部を形成しても良い。図５Ｃは、外力を受けることによりそれぞれ異なる色に発光する３つの応力発光材料を用い、断面が略三日月状の三次元造形物２００の、鉛直方向における複数の異なる位置で発光する色を変えるように三次元造形物２００の表層部２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃをそれぞれ形成した例を示している。ここで、３つの応力発光材料は、青色に発光するユーロピウム添加灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ）、緑色に発光するユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）、赤色に発光するマンガン添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）である。これにより、例えば三次元造形物２００の下方から外力が加わった際に発光した色毎の発光量をそれぞれ測定することにより、鉛直方向におけるどの位置まで外力が伝播したかについて容易に把握することができる。なお、上述したように、発光色が互いに異なる複数の応力発光材料を用いる場合は、図６に示すように、図２で説明したヘッドユニット１２０において、第４インクジェットヘッド１２６を追加した構成を持つヘッドユニットを用いることができる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３とエネルギー付与装置１２５とが一体化される例について説明したが、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３とエネルギー付与装置１２５とを別体化し、それぞれが独立的に移動できるように構成しても良い。ただし、三次元造形装置１００をコンパクトにするとともに、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３、エネルギー付与装置１２５の移動に要する消費電力を抑制する観点からは、第１インクジェットヘッド１２１、第２インクジェットヘッド１２２および第３インクジェットヘッド１２３とエネルギー付与装置１２５とが一体化されていることが好ましい。
【００５９】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００６０】
［実験例］
上記実施の形態の構成における効果を確認するための評価実験について説明する。
【００６１】
（実施例における第１モデル材の調製）
実施例では、以下の組成に従い、ジメチルアクリルアミドおよびトリメチロールプロパントリアクリレートに、体積平均粒径１００［ｎｍ］のユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）を添加して分散したものに、光重合開始剤（ＤＡＲＯＣＵＲＥ−ＴＰＯ）を添加し、第１モデル材を調製した。
・ジメチルアクリルアミド：８４質量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部
・ユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウム：５質量部
・光重合開始剤：１質量部
【００６２】
（実施例における第２モデル材の調製）
実施例では、以下の組成に従い、ジメチルアクリルアミドおよびトリメチロールプロパントリアクリレートに、光重合開始剤（ＤＡＲＯＣＵＲＥ−ＴＰＯ）を添加して、第２モデル材を調製した。
・ジメチルアクリルアミド：８９質量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部
・光重合開始剤：１質量部
【００６３】
（実施例における試験片の作製）
実施例では、コニカミノルタ社製インクジェットヘッドＫＭ５１２（標準液滴量４２［ｐｌ］、ノズル解像度３６０［ｄｐｉ］≒ノズルピッチ７０．５［μｍ］）を、吐出する第１モデル材、第２モデル材毎に複数系統搭載し、固定された当該インクジェットヘッドに対して造形ステージを１８９［ｍｍ／ｓ］で移動させる三次元造形装置を用いて造形することによって、１辺７［ｃｍ］の正三角錐（図７Ａを参照）を評価用の試験片として作製した。
【００６４】
（比較例１における応力発光樹脂の調製）
比較例１では、以下の組成に従い、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）に、体積平均粒径１００［ｎｍ］のユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）を添加し、分散して応力発光樹脂を調製した。
・ＡＢＳ：９５質量部
・ユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウム：５質量部
【００６５】
（比較例１における試験片の作製）
比較例１では、１辺７［ｃｍ］の正三角錐（図７Ａを参照）に相当する成形空間を構成する金型を備える射出成形機を用いて、調製した応力発光樹脂を射出成形することにより、１辺７［ｃｍ］の正三角錐形状の評価用の試験片を作製した。
【００６６】
（比較例２における射出成型樹脂の調製）
比較例２では、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）をそのまま用いて射出成形用樹脂とした。
【００６７】
（比較例２における応力発光コーティング剤の調製）
比較例２では、以下の組成に従い、実施例における第１モデル材を、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートで２倍に薄めて、応力発光コーティング剤を調製した。
・第１モデル材：５０質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート：５０質量部
【００６８】
（比較例２における試験片の作製）
比較例２では、１辺７［ｃｍ］の正三角錐（図７Ａを参照）に相当する成形空間を構成する金型を備える射出成形機を用いて、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）をそのまま射出成形することにより、１辺７［ｃｍ］の正三角錐形状の試験片を作製した。得られた正三角錐形状の試験片に、調製した応力発光コーティング剤をディップ塗布（浸漬）して評価用の試験片を作製した。なお、ディップ塗布の際、正三角錐の引き揚げ方向は上方向である。
【００６９】
（実験方法）
評価実験では、実施例および比較例１，２でそれぞれ作製した試験片のＡ面（図７Ａの前面２００Ａ）およびＢ面（図７Ａの底面２００Ｂ）の任意の場所（１０箇所）を、アズワン製デジタルフォースゲージＦＧＰ−０．２を使い、１００［ｇｆ］の力で押し当てた。そのときの発光量を、コニカミノルタ製色彩輝度計ＣＳ−２００で計測した。実施例および比較例１，２における発光量のばらつき（Ａ面、Ｂ面）について、下記評価基準に照らして評価した。（発光量のばらつき）
○：最大値と最小値との差が１［％］未満
△：最大値と最小値との差が１［％］以上５［％］未満
×：最大値と最小値との差が５［％］以上
【００７０】
また、評価実験では、実施例および比較例１，２でそれぞれ作製した試験片の全体を、アズワン製デジタルフォースゲージＦＧＰ−０．２を使い、１０００［ｇｆ］の力で押し当てた。そのときに、試験片が破損（ひび、割れを含む）したか否かについて目視で確認した。実施例および比較例１，２における試験片のもろさについて、下記評価基準に照らして評価した。（もろさ）
○：試験片が破損した
×：試験片が破損しなかった
【００７１】
表１は、実施例１および比較例１，２における評価実験の結果を表す表である。
【表１】
2016103973.tif 000003
【００７２】
（実験結果）
表１に表すように、実施例では、試験片の表層部として均一な厚さの応力発光材料層が形成されているため、試験片のＡ面およびＢ面において、押し当てた力（外力）に応じた発光量にばらつきがほとんどなかった。比較例１では、試験片の内部の全てが応力発光射出成形樹脂であるため、試験片のＡ面およびＢ面において、押し当てた力に応じた発光量にばらつきがほとんどなかった。ただし、応力発光材料の量が多いため、もろくなり、さらに言えば作製コストが高くなった。比較例２では、正三角錐形状の立体物を垂直に引き上げることにより応力発光コーティング剤をディップ塗布したため、試験片の表面における応力発光材料層の厚さにムラが生じ、試験片のＡ面およびＢ面において、押し当てた力に応じた発光量にばらつきが発生した。具体的には、図７Ｂに示すように、試験片のＡ面（前面２００Ａ）において下方に行くほど応力発光材料層３００が厚くなることに起因して、試験片のＢ面（底面２００Ｂ）において全体的に応力発光材料層３００の厚さにムラが生じた。
【００７３】
２０１４年１２月２６日出願の特願２０１４−２６５４０３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、全て本願に援用される。
【符号の説明】
【００７４】
１００  三次元造形装置
１１０  制御部
１２０  ヘッドユニット（キャリッジ）
１２０Ａ  筐体
１２１  第１インクジェットヘッド
１２２  第２インクジェットヘッド
１２３  第３インクジェットヘッド
１２４  平滑化装置
１２４Ａ  均しローラー
１２４Ｂ  掻き取り部材
１２４Ｃ  回収部材
１２５  エネルギー付与装置
１２６  第４インクジェットヘッド
１３０  支持機構
１３２  主走査方向ガイド
１３４  副走査方向ガイド
１３６  鉛直方向ガイド
１４０  造形ステージ
１４５  表示部
１５０  データ入力部
１５５  コンピューター装置
１６０  操作部
２００  三次元造形物
２００Ａ  前面
２００Ｂ  底面
２１０  第１モデル材
２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２５０  表層部
２２０  第２モデル材
２３０  サポート材
【図１】
2016103973.tif 000004
【図２】
2016103973.tif 000005
【図３】
2016103973.tif 000006
【図４】
2016103973.tif 000007
【図５】
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【図６】
2016103973.tif 000009
【図７】
2016103973.tif 000010
【国際調査報告】
2016103973.tif 000011
2016103973.tif 000012