(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、
前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、
前記供給部によって積層された各層を硬化させる硬化部と、
を備え、
前記成形部が、
前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部の少なくとも一部を崩すことで前記積層体の前記端部を成形し、
前記硬化部が、
前記各層の前記凸部が前記成形部によって崩される前に、該各層の前記上部における前記凸部以外の少なくとも前記凸部の近傍の部分を硬化させ、
前記硬化部が、
前記各層の前記凸部の少なくとも一部が前記成形部によって崩された後に、該各層を硬化させる立体造形装置。
【請求項２】
造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、
前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、
を備え、
前記成形部が、
前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部に気体を吹き付けることで前記凸部の少なくとも一部を崩す気体供給部を有する立体造形装置。
【請求項３】
造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、
前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、
を備え、
前記成形部が、
前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部に音波を照射することで前記凸部の少なくとも一部を崩す音波照射部を有する立体造形装置。
【請求項４】
請求項１に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、
前記凸部に気体を吹き付けることで前記凸部の少なくとも一部を崩す気体供給部を有する立体造形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の立体造形装置であって、
前記気体供給部が、
前記各層の上面に対して傾斜する方向から前記凸部の少なくとも一部に気体を吹き付ける立体造形装置。
【請求項６】
請求項１に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、
前記凸部に音波を照射することで前記凸部の少なくとも一部を崩す音波照射部を有する立体造形装置。
【請求項７】
請求項１に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、
前記凸部への熱の付与によって前記凸部の流動性を高めることで前記凸部の少なくとも一部を崩す熱付与部を有する立体造形装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記供給部によって積層された前記各層が硬化することで１以上の硬化層が形成され、
前記成形部が、
前記各硬化層の上部の外周部に形成されている凸部の少なくとも一部に熱を付与することで、該凸部の少なくとも一部を溶融させて崩す立体造形装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、
充填用材料の供給によって、前記供給部によって積層された２以上の層の外周部に形成されている段差部の凹部の少なくとも一部を前記充填用材料で埋めて前記積層体の前記端部を成形する充填用材料供給部、を有する立体造形装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の立体造形装置であって、
前記充填用材料が、
光を散乱させる光散乱材料を含む立体造形装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、
前記積層体の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って第１方向および該第１方向と交差する第２方向に、該上面に対して相対的に移動する立体造形装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記供給部が、
前記積層体の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って第３方向および該第３方向と交差する第４方向に、該上面に対して相対的に移動する立体造形装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記供給部および前記成形部が設けられており、前記積層体の上面に対して離間した状態で該上面に沿って相対的に移動する移動体、を備える立体造形装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
基材を保持する基材保持部、
を更に備え、
前記供給部が、
前記基材上に前記造形用材料を供給することで、該造形用材料によって形成される層を前記基材上に順次に積層させる立体造形装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の立体造形装置であって、
前記基材上における造形対象領域を特定するための情報を認識する造形領域認識部、を更に備え、
前記供給部が、
前記造形領域認識部による認識結果に応じて、前記造形対象領域上に前記造形用材料を供給することで、前記造形用材料によって形成される層を前記造形対象領域上に順次に積層させる立体造形装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記成形部によって前記積層体の前記端部が成形された後に、前記積層体の表面に着色する色付与部、
を更に備える立体造形装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の立体造形装置であって、
前記積層体上における着色対象領域を特定するための情報を認識する着色領域認識部、
を備え、
前記色付与部が、
前記着色領域認識部による認識結果に応じて、前記着色対象領域上に着色用の材料を供給することで、該着色用の材料によって構成される領域を形成する立体造形装置。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載の立体造形装置であって、
前記色付与部が、該色付与部による着色の前および後の少なくとも一方のタイミングにおいて、前記積層体のうちの着色の対象となる領域に白色層を形成する立体造形装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
材料を吐出する吐出口の目詰まりを防止する防止部、をさらに備える立体造形装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１８の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
材料を吐出する吐出口のクリーニングを行う浄化部、
を備える立体造形装置。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記造形用材料が、立体造形物を構成するための第１造形用材料、および前記立体造形物の形成後に除去される第２造形用材料を含む立体造形装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記供給部が、前記造形用材料の硬化後の硬度に係る該造形用材料の成分の比率を変更する変更部をさらに有する立体造形装置。
【請求項２３】
請求項１から請求項２２の何れか１つの請求項に記載の立体造形装置であって、
前記成形部が、前記端部を成形した後に、該端部に凹凸加工を施す立体造形装置。
【請求項２４】
(a)造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させるステップと、
(b)前記(a)ステップにおいて積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形するステップと、
(c)前記(a)ステップにおいて積層された各層を硬化させるステップと、
を有し、
前記(a)ステップにおいて、
積層される各層における上部の外周部に形成されている凸部以外の少なくとも該凸部の近傍の部分を硬化させ、
前記(b)ステップにおいて、
前記(a)ステップにおいて前記各層における前記凸部の近傍の部分を硬化させた後に、該各層の前記凸部の少なくとも一部を崩すことで、前記積層体の前記端部を成形し、
前記(c)ステップにおいて、
前記(b)ステップにおいて前記各層の前記凸部の少なくとも一部を崩した後に、該各層を硬化させる立体造形物の製造方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の立体造形物の製造方法であって、
前記(b)ステップにおいて、
充填用材料の供給によって、前記(a)ステップにおいて積層される２以上の層の外周部に形成されている段差部の凹部の少なくとも一部を、前記充填用材料で埋めて前記積層体の前記端部を成形する立体造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を積層させることで立体的な造形物を製造する立体造形装置、および該立体的な造形物を製造するための立体造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元形状のデータから略平行な多数の層のデータ（層データとも言う）が生成され、略平行な多数の層が順次に積層されることで立体的な造形物（立体造形物とも言う）が製造される技術が知られている。
【０００３】
このような立体造形物を製造する技術によれば、例えば、金型が用いられることなく、低コストで短時間のうちに立体造形物が製造され得る。このため、本技術は、製品開発等を行う際における試作品の製造等に適用されることが考えられる。但し、該試作品には、良好な寸法精度および表面品質が要求されることが多い。そこで、立体造形物を構成する各層の厚さを薄くすることで、立体造形物における寸法精度および表面品質の向上が図られる傾向にある。
【０００４】
そして、例えば、インクジェット法等によって、モデル材と、該モデル材の張り出し部分を支え且つ最終的に除去されるサポート材とをそれぞれ有する多数の層が積層されることで、立体造形物が製造される技術が提案されている（例えば、特許文献１）。該技術では、モデル材とサポート材との界面に立体造形物の表面が形成されるため、モデル材とサポート材との界面におけるモデル材とサポート材との混合が回避されることで、造形品質の改善が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９６４２９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の技術では、各層を成すモデル材を薄くしても立体造形物の表面上の曲面部分において視認され得る多数の段差をなくすことは容易でない。また、立体造形物を構成する各層の厚さを低減すれば低減する程、立体造形物の製造に要する時間が長くなってしまう。つまり、立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とを両立させることは容易でない。また、上記の製造技術によって作成される立体造形物は、従来の設計段階において試作品を確認する用途以外にも広まり、新しい価値を持つようになってきた。そのため、近年は高品質のフルカラーの着色が施された立体造形物が求められ、立体造形物には、高品質のフルカラーの着色に適した表面品質も求められるようになってきた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とを両立させることが可能な立体造形装置および立体造形物の製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の態様に係る立体造形装置は、造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、前記供給部によって積層された各層を硬化させる硬化部と、を備え、前記成形部が、前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部の少なくとも一部を崩すことで前記積層体の前記端部を成形し、前記硬化部が、前記各層の前記凸部が前記成形部によって崩される前に、該各層の前記上部における前記凸部以外の少なくとも前記凸部の近傍の部分を硬化させ、前記硬化部が、前記各層の前記凸部の少なくとも一部が前記成形部によって崩された後に、該各層を硬化させる。
第２の態様に係る立体造形装置は、造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、を備え、前記成形部が、前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部に気体を吹き付けることで前記凸部の少なくとも一部を崩す気体供給部を有する。
第３の態様に係る立体造形装置は、造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる供給部と、前記供給部によって積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形する成形部と、を備え、前記成形部が、前記供給部によって積層された各層における上部の外周部に形成されている凸部に音波を照射することで前記凸部の少なくとも一部を崩す音波照射部を有する。
【００１２】
第４の態様に係る立体造形装置は、第１の態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、前記凸部に気体を吹き付けることで前記凸部の少なくとも一部を崩す気体供給部を有する。
【００１３】
第５の態様に係る立体造形装置は、第４の態様に係る立体造形装置であって、前記気体供給部が、前記各層の上面に対して傾斜する方向から前記凸部の少なくとも一部に気体を吹き付ける。
【００１４】
第６の態様に係る立体造形装置は、第１の態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、前記凸部に音波を照射することで前記凸部の少なくとも一部を崩す音波照射部を有する。
【００１５】
第７の態様に係る立体造形装置は、第１の態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、前記凸部への熱の付与によって前記凸部の流動性を高めることで前記凸部の少なくとも一部を崩す熱付与部を有する。
【００１６】
第８の態様に係る立体造形装置は、第１から第７の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記供給部によって積層された前記各層が硬化することで１以上の硬化層が形成され、前記成形部が、前記各硬化層の上部の外周部に形成されている凸部の少なくとも一部に熱を付与することで、該凸部の少なくとも一部を溶融させて崩す。
【００１７】
第９の態様に係る立体造形装置は、第１から第８の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、充填用材料の供給によって、前記供給部によって積層された２以上の層の外周部に形成されている段差部の凹部の少なくとも一部を前記充填用材料で埋めて前記積層体の前記端部を成形する充填用材料供給部、を有する。
【００１８】
第１０の態様に係る立体造形装置であって、第９の態様に係る立体造形装置であって、前記充填用材料が、光を散乱させる光散乱材料を含む。
【００１９】
第１１の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１０の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、前記積層体の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って第１方向および該第１方向と交差する第２方向に、該上面に対して相対的に移動する。
【００２０】
第１２の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１１の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記供給部が、前記積層体の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って第３方向および該第３方向と交差する第４方向に、該上面に対して相対的に移動する。
【００２１】
第１３の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１２の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記供給部および前記成形部が設けられており、前記積層体の上面に対して離間した状態で該上面に沿って相対的に移動する移動体、を備える。
【００２２】
第１４の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１３の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、基材を保持する基材保持部、を更に備え、前記供給部が、前記基材上に前記造形用材料を供給することで、該造形用材料によって形成される層を前記基材上に順次に積層させる。
【００２３】
第１５の態様に係る立体造形装置であって、第１４の態様に係る立体造形装置であって、前記基材上における造形対象領域を特定するための情報を認識する造形領域認識部、を更に備え、前記供給部が、前記造形領域認識部による認識結果に応じて、前記造形対象領域上に前記造形用材料を供給することで、前記造形用材料によって形成される層を前記造形対象領域上に順次に積層させる。
【００２４】
第１６の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１５の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記成形部によって前記積層体の前記端部が成形された後に、前記積層体の表面に着色する色付与部、を更に備える。
【００２５】
第１７の態様に係る立体造形装置であって、第１６の態様に係る立体造形装置であって、前記積層体上における着色対象領域を特定するための情報を認識する着色領域認識部、を備え、前記色付与部が、前記着色領域認識部による認識結果に応じて、前記着色対象領域上に着色用の材料を供給することで、該着色用の材料によって構成される領域を形成する。
【００２６】
第１８の態様に係る立体造形装置であって、第１６または第１７の態様に係る立体造形装置であって、前記色付与部が、該色付与部による着色の前および後の少なくとも一方のタイミングにおいて、前記積層体のうちの着色の対象となる領域に白色層を形成する。
【００２７】
第１９の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１８の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、材料を吐出する吐出口の目詰まりを防止する防止部、をさらに備える。
【００２８】
第２０の態様に係る立体造形装置であって、第１から第１８の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、材料を吐出する吐出口のクリーニングを行う浄化部、を備える。
【００２９】
第２１の態様に係る立体造形装置であって、第１から第２０の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記造形用材料が、立体造形物を構成するための第１造形用材料、および前記立体造形物の形成後に除去される第２造形用材料を含む。
【００３０】
第２２の態様に係る立体造形装置であって、第１から第２１の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記供給部が、前記造形用材料の硬化後の硬度に係る該造形用材料の成分の比率を変更する変更部をさらに有する。
【００３１】
第２３の態様に係る立体造形装置であって、第１から第２２の何れか１つの態様に係る立体造形装置であって、前記成形部が、前記端部を成形した後に、該端部に凹凸加工を施す。
【００３２】
第２４の態様に係る立体造形物の製造方法は、(a)造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させるステップと、(b)前記(a)ステップにおいて積層された前記造形用材料の複数の層によって構成される積層体の端部に接触することなく、該端部を成形するステップと、(c)前記(a)ステップにおいて積層された各層を硬化させるステップと、を有し、前記(a)ステップにおいて、積層される各層における上部の外周部に形成されている凸部以外の少なくとも該凸部の近傍の部分を硬化させ、前記(b)ステップにおいて、前記(a)ステップにおいて前記各層における前記凸部の近傍の部分を硬化させた後に、該各層の前記凸部の少なくとも一部を崩すことで、前記積層体の前記端部を成形し、前記(c)ステップにおいて、前記(b)ステップにおいて前記各層の前記凸部の少なくとも一部を崩した後に、該各層を硬化させる。
【００３４】
第２５の態様に係る立体造形物の製造方法は、第２４の態様に係る立体造形物の製造方法であって、前記(b)ステップにおいて、充填用材料の供給によって、前記(a)ステップにおいて積層される２以上の層の外周部に形成されている段差部の凹部の少なくとも一部を、前記充填用材料で埋めて前記積層体の前記端部を成形する。
【発明の効果】
【００３６】
第１から第２３の何れの態様に係る立体造形装置によっても、例えば、順次に積層される各層を厚くして製造速度を向上させても、非接触で積層体の端部が成形されるため、立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【００３７】
第１から第８の何れの態様に係る立体造形装置によっても、各層の上部の外周部に形成されている凸部が崩されることで、立体造形物の表面上における多数の段差部が目立たなくなるため、立体造形物の表面品質の向上が図られ得る。
【００３８】
第１および第４から第７の何れの態様に係る立体造形装置によっても、硬化前の各層の凸部が崩されるため、立体造形物の良好な寸法精度および表面品質の向上が容易に実現され得る。
【００３９】
第１および第４から第７の何れの態様に係る立体造形装置によっても、積層体の端部における必要以上の成形が抑制されるため、立体造形物の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。
【００４０】
第２から第７の何れの態様に係る立体造形装置によっても、非接触で凸部が容易に崩されるため、立体造形物の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。
【００４１】
第５の態様に係る立体造形装置によれば、各層の上面に沿った方向において各層の凸部およびその近傍の部分における造形用材料の流動性が高められるため、非接触で凸部が容易に崩され得る。
【００４２】
第８の態様に係る立体造形装置によれば、例えば、供給後に直ぐに硬化する造形用材料が用いられることで、立体造形物の製造速度が向上し得る。
【００４３】
第９および第１０の何れの態様に係る立体造形装置によっても、例えば、段差部の凹部が埋められることで目立たなくなるため、立体造形物の表面品質の向上が図られ得る。
【００４４】
第１０の態様に係る立体造形装置によれば、段差部が容易に目立たなくなるため、立体造形物の表面品質の向上が容易に図られ得る。
【００４５】
第１１の態様に係る立体造形装置によれば、成形部の数が低減され得るため、立体造形装置の装置構成の簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００４６】
第１２の態様に係る立体造形装置によれば、供給部の数が低減され得るため、立体造形装置の装置構成の簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００４７】
第１３の態様に係る立体造形装置によれば、供給部および成形部を移動させる機構の簡略化が図られることで、立体造形装置の装置構成の更なる簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００４８】
第１４および第１５の何れの態様に係る立体造形装置によっても、基材上に造形される立体造形物について良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【００４９】
第１５の態様に係る立体造形装置によれば、基材上の所望の造形対象領域に良好な寸法精度と表面品質とを有する立体造形物が迅速に造形され得る。
【００５０】
第１６の態様に係る立体造形装置によれば、良好な寸法精度と表面品質とを有し且つ色彩を有する立体造形物が迅速に造形され得る。
【００５１】
第１７の態様に係る立体造形装置によれば、該立体造形装置で形成された造形物にも、他の装置で形成された造形物にも、必要な着色対象領域に精度良く着色され得る。
【００５２】
第１８の態様に係る立体造形装置によれば、着色前に白色層が形成されることで、彩度、明度、コントラスト等と言った色品質の高い着色領域が形成され得る。
【００５３】
第１９の態様に係る立体造形装置によれば、例えば、積層体を形成する工程の間、着色のための吐出口をインクの硬化から保護することで、安定した着色が実現され得る。
【００５４】
第２０の態様に係る立体造形装置によれば、例えば、造形用材料あるいは着色用の材料を吐出する吐出口を、材料の吐出前にクリーニングしておくことで、材料の吐出不良および吐出口付近に飛散した不要な材料の造形物への落下を減らすことにより、立体造形物の品質が安定され得る。
【００５５】
第２１の態様に係る立体造形装置によれば、造形用材料に、立体造形物を構成するための材料だけでなく、立体造形物の形成後に除去される材料が含まれることで、逆テーパー状の立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【００５６】
第２２の態様に係る立体造形装置によれば、例えば、造形用材料の積層時または半硬化状態での積層後における選択的な領域において、例えば、単位面積あたりの硬化剤の量を網点のように変化させることで硬化剤を含む造形用材料の成分比率が変更されるため、硬化後の硬度が異なる複数の材料が別々の供給部から供給されずとも、部分的に固さが異なる造形物が作成され得る。これにより、多数種類の材料および多数の供給部が準備されなくとも、硬度が異なる立体造形物が実現され得る。
【００５７】
第２３の態様に係る立体造形装置によれば、成形後の端面における表面品質が調整され得る。
【００５８】
第２４の態様に係る立体造形物の製造方法によれば、第１の態様に係る立体造形装置と同様な効果が得られる。
【００６０】
第２５の態様に係る立体造形物の製造方法によれば、第９の態様に係る立体造形装置と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】一実施形態に係る立体造形システムの概略的な構成を模式的に示す図である。
【図２】ヘッド部の走査態様を例示する上面図である。
【図３】凸部を有する積層体の一例を模式的に示す図である。
【図４】成形部によって凸部が崩される前の積層体の一例を模式的に示す図である。
【図５】成形部によって凸部が崩された後の積層体の一例を模式的に示す図である。
【図６】凸部以外の部分を半硬化させて成形部で凸部を崩す一例を示す図である。
【図７】気体供給部の一構成例を模式的に示す図である。
【図８】気体供給部から供給される気体の圧力分布の一例を示す図である。
【図９】気体混合部を有する気体供給部の一構成例を模式的に示す図である。
【図１０】気体混合部の一構成例を示す断面図である。
【図１１】気体供給部から供給される気体の圧力分布の一例を示す図である。
【図１２】気体供給管における流量制御の一態様を示す図である。
【図１３】気体供給管における流量制御の他の一態様を示す図である。
【図１４】積層体に対して傾斜している気体供給部の一例を模式的に示す図である。
【図１５】音波照射部の一構成例を模式的に示す図である。
【図１６】段差部の凹部に充填材料を充填させる態様を示す図である。
【図１７】斜面部に対する着色方法を説明するための図である。
【図１８】斜面部に対する着色方法を説明するための図である。
【図１９】斜面部に対する着色方法を説明するための図である。
【図２０】斜面部に対する着色方法を説明するための図である。
【図２１】斜面部に対する着色方法を説明するための図である。
【図２２】光散乱層と白インク層とカラー層とを積層させる態様を示す図である。
【図２３】一変形例に係る立体造形システムの概略的な構成を模式的に示す図である。
【図２４】造形対象領域に対する位置合わせを行う方法を示す図である。
【図２５】他の一変形例に係る立体造形システムの概略的な構成を模式的に示す図である。
【図２６】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図２７】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図２８】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図２９】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３０】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３１】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３２】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３３】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３４】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３５】サポート材を用いた立体造形物の製造方法を説明するための図である。
【図３６】一変形例に係る積層体の端部の成形方法を説明するための図である。
【図３７】一変形例に係る積層体の端部の成形方法を説明するための図である。
【図３８】一変形例に係る積層体の端部の成形方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明の一実施形態および各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更され得る。なお、図１から図１４、図１６から図２０および図２２から図３８には、ヘッド部３０のヘッド本体部３０Ｂｄがガイド部１６に沿って移動する移動方向（図１の右方向）を＋Ｘ方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。
【００６４】
＜(１)立体造形装置の概略構成＞
図１は、一実施形態に係る立体造形システム１００の概略構成を示す図である。立体造形システム１００は、造形用の材料（造形用材料とも言う）を主に液体または流体の状態で供給して硬化させることで層を順次に形成して、複数の層が積層された任意の造形物を製造する。
【００６５】
図１で示されるように、立体造形システム１００は、データ作成装置１および立体造形装置２を備えている。
【００６６】
データ作成装置１は、３次元形状の造形物（立体造形物とも言う）を示すデータ（３Ｄデータとも言う）を取得して、該３Ｄデータ上で立体造形物を薄切りにして複数の薄い断面体に係る断面データを生成し、立体造形装置２に対して送信する。データ作成装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ等であれば良く、３Ｄデータは、例えば、ＣＡＤデータ等であれば良い。着色のためのカラー情報としては、例えば、色情報を持つ３Ｄデータや２次元のカラーデータが立体形状に合うように位置決めされたり、立体形状に合わせた変形が施されたりしたものが使用される。
【００６７】
立体造形装置２は、制御部１０、テーブル部２０およびヘッド部３０を備えている。
【００６８】
制御部１０は、データ作成装置１から断面データを得て、該断面データに応じて、テーブル部２０およびヘッド部３０の動作を制御する。
【００６９】
テーブル部２０は、保持部２１、ロッド部２２および駆動部２３を備えている。
【００７０】
保持部２１は、例えば、上面が平滑な板状の部分（プレート部とも言う）である。本実施形態では、保持部２１の上面上にヘッド部３０から供給される造形用材料が積層されることで、立体造形物３Ｄ１が形成される。このため、保持部２１は、立体造形物３Ｄ１の形成過程において、造形用材料等によって構成される複数の層からなる積層体ＬＰ１を支持するとともに、形成された立体造形物３Ｄ１を支持する。
【００７１】
ロッド部２２は、駆動部２３の駆動に応じて、保持部２１を上下方向（本実施形態では、±Ｚ方向）に移動させる部分である。ロッド部２２としては、例えば、保持部２１の下面に連結される棒状の部材等が採用され得る。
【００７２】
駆動部２３は、ロッド部２２を上下方向に移動させる部分である。本実施形態では、駆動部２３によって保持部２１が上下方向に移動されることで、ヘッド部３０と保持部２１との上下方向における相対的な位置が変更される。例えば、保持部２１上に造形用材料の層が形成される毎に、保持部２１がヘッド部３０から離れる方向に移動する。
【００７３】
ヘッド部３０は、ヘッド本体部３０Ｂｄおよび駆動部１５を有している。ヘッド本体部３０Ｂｄには、駆動部１５が設けられており、駆動部１５は、例えば、第１ガイド部１６に係合あるいは嵌合している。第１ガイド部１６は、例えば、水平方向（本実施形態では、±Ｘ方向）に延びる棒状の部材である。そして、ヘッド部３０は、例えば、ヘッド本体部３０Ｂｄに対して設けられた駆動部１５が発する駆動力に応じて、第１ガイド部１６の長手方向に沿って移動する。これにより、ヘッド部３０が、主走査方向としての±Ｘ方向に走査される。
【００７４】
図２は、ヘッド部３０の走査態様を例示する上面図である。図２で示されるように、第１ガイド部１６は、例えば、該第１ガイド部１６の長手方向の一端部に設けられた駆動部１６ａと、該第１ガイド部１６の長手方向の他端部に設けられた駆動部１６ｂを有している。なお、本実施形態では、一端部は、−Ｘ側の端部であり、他端部は、＋Ｘ側の端部である。例えば、駆動部１６ａは、第２ガイド部１７ａに係合あるいは嵌合しており、駆動部１６ｂは、第３ガイド部１７ｂに係合あるいは嵌合している。第２および第３ガイド部１７ａ，１７ｂは、例えば、相互に平行な方向（本実施形態では、±Ｙ方向）に延びる棒状の部材である。そして、ヘッド部３０は、例えば、駆動部１６ａ，１６ｂが発する駆動力に応じて、第２および第３ガイド部１７ａ，１７ｂの長手方向に沿って移動する。これにより、ヘッド部３０が、主走査方向に直交する副走査方向としての±Ｙ方向に走査される。
【００７５】
すなわち、例えば、駆動部１５，１６ａ，１６ｂによって、ヘッド部３０が、主走査方向としての±Ｘ方向に沿った一往復の移動と、副走査方向としての±Ｙ方向に沿った若干のシフトとを繰り返すことで、保持部２１の上方において２次元的に走査され得る。
【００７６】
図１に示すようにヘッド本体部３０Ｂｄは、供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４を備えている。
【００７７】
ここで、ヘッド部３０の２次元的な走査によって、成形部１２は、積層体ＬＰ１の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って主走査方向（第１方向とも言う）および該第１方向と交差する副走査方向（第２方向とも言う）に、該上面に対して相対的に移動する。これにより、成形部１２を多数設ける必要性がなくなり、成形部１２の数が低減され得る。このため、立体造形装置２の装置構成の簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００７８】
また、ヘッド部３０の２次元的な走査によって、供給部１１は、積層体ＬＰ１の上面に対して離間した状態で、該上面に沿って主走査方向（第３方向とも言う）および該第３方向と交差する副走査方向（第４方向とも言う）に、該上面に対して相対的に移動する。これにより、供給部１１を多数設ける必要性がなくなり、供給部１１の数が低減され得る。このため、立体造形装置２の装置構成の簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００７９】
そして、ここでは、積層体ＬＰ１の上面に対して離間した状態で該上面に沿って相対的に移動する移動体としての同一のヘッド本体部３０Ｂｄに、供給部１１および成形部１２が設けられている。これにより、供給部１１および成形部１２を移動させる機構の簡略化が図られ、立体造形装置２の装置構成の更なる簡略化ならびに小型化が図られ得る。
【００８０】
供給部１１は、造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層を順次に積層させる。ここで、造形用材料としては、例えば、紫外線の照射に応じて硬化する樹脂（紫外線硬化性樹脂とも言う）および熱の付与に応じて硬化する樹脂（熱硬化性樹脂とも言う）等が採用され得る。供給部１１は、例えば、造形用材料を液体または流体の状態で、保持部２１上に供給する。供給部１１では、例えば、インクジェット方式等の供給方式によって、造形用材料が、保持部２１上の適切な位置に吐出される。
【００８１】
ここで、積層体ＬＰ１を構成している造形用材料は、例えば、液体あるいは流体の状態を維持した状態で積層される。インクジェット方式の供給方式が採用される場合、例えば、供給部１１に設けられる造形用材料を吐出する孔（吐出孔とも言う）は、１つであっても良いし、２以上であっても良い。なお、供給部１１が多数の吐出孔を有する場合には、ヘッド部３０の主走査方向における一回の走査によって、例えば、３０〜５０ｍｍの幅で造形用材料の層が形成される構成等が考えられる。
【００８２】
また、造形用材料として、例えば、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene copolymer）樹脂あるいはポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂等といった熱可塑性樹脂が採用されても良い。これらの樹脂は、熱せられた状態では流動性を有するが、常温に保持されると直ぐに硬化するタイプ（常温硬化タイプとも言う）の材料である。このような造形用材料が採用される場合、供給部１１において、熱可塑性樹脂は、熱で溶融され、極細のノズルから射出されることで保持部２１上に積層される。なお、常温硬化タイプの造形用材料は、例えば、１００〜３００℃程度まで加熱されることで、流動性を有する状態となる。
【００８３】
ここで、例えば、造形用材料として熱可塑性樹脂が採用される場合、供給部１１が、ワイヤー状の熱可塑性樹脂（樹脂ワイヤーとも言う）がリールに巻かれたユニットを保持する手段と、樹脂ワイヤーを熱溶融させるためのヘッドにチューブ等の内側を通して該樹脂ワイヤーを安定的に供給する手段と、樹脂ワイヤーを吐出ヘッドに押し出すために樹脂ワイヤーをギア等で駆動させる手段とを備える構成が考えられる。そして、熱可塑性樹脂をそれぞれ吐出する複数のヘッドを備えたユニットを備え、立体造形物の断面データに基づく該ユニットの１回の移動において、複数本の樹脂ワイヤーの駆動が個別に制御されつつ、熱可塑性樹脂が広い幅で積層される構成が考えられる。このような構成によれば、造形用材料の積層に要する時間の短縮が図られ得る。
【００８４】
なお、ヘッド部３０の２次元的な走査態様は、図２で示されるようなヘッド部３０の走査態様に限られない。例えば、制御部１０が断面データに基づいて造形用材料が積層される領域を判断し、造形用材料が積層されない領域に対応するヘッド部３０の走査量を減少させる走査態様が考えられる。この場合、ヘッド部３０の走査量の減少によって、積層時間の短縮が図られ得る。
【００８５】
また、造形用材料は、樹脂だけに限られない。例えば、立体造形物の強度を上昇させたい場合には、樹脂に各種材料が混合された造形用材料が採用されても良い。例えば、樹脂に混合される材料が、金属粉等の無機材料であれば、立体造形物の硬さが上昇し得る。また、例えば、樹脂に混合される材料が、ファイバー状の繊維であれば、立体造形物の靱性が上昇し得る。ここで、ファイバー状の繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維を含む樹脂繊維、ナノセルロースファイバー等を含む植物由来の繊維等が含まれ得る。
【００８６】
成形部１２は、３Ｄデータに基づき、供給部１１によって積層された造形用材料の複数の層によって構成される積層体ＬＰ１の端部Ｔ１（図３）に接触することなく、該端部Ｔ１を成形する。成形部１２による端部Ｔ１の成形方法には、例えば、成形部１２によって造形用材料の層が形成された際に積層体ＬＰ１の端部Ｔ１に形成される段差部ＳＰ１の凸部Ｐｐ１（図３）を減少あるいは消滅させる成形方法、および該段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１（図３）を埋める成形方法がある。そして、凸部Ｐｐ１を減少あるいは消滅させる成形方法には、主に２タイプの成形方法（第１，２成形方法）があり、凹部Ｄ１を埋める成型方法には、主に１タイプの成形方法（第３成形方法）がある。
【００８７】
硬化部１３は、供給部１１によって積層される各層を硬化させる。ここで、硬化部１３は、各層を硬化させるためのエネルギーを各層に付与する部分（エネルギー付与部とも言う）である。例えば、造形用材料が紫外線硬化性樹脂（ＵＶ硬化樹脂）である場合には、硬化部１３は、造形用材料によって構成される層に紫外線を照射する。また、例えば、造形用材料が熱硬化性樹脂である場合には、硬化部１３は、造形用材料によって構成される層に熱を付与する。なお、例えば、造形用材料が、常温硬化タイプの材料である場合には、硬化部１３は省略されても良い。また、造形用材料として、マイクロ波または電子ビーム等を吸収し易い成分を含んだ材料を混合させたものが採用されれば、例えば、エネルギー付与部として、積層された造形用材料の各層に対してマイクロ波または電子ビーム等を照射して、各層を硬化させる構成が採用されても良い。
【００８８】
色付与部１４は、成形部１２によって積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形された後に、積層体ＬＰ１の表面に着色する。これにより、良好な寸法精度と表面品質とを有する色彩を有する立体造形物３Ｄ１が迅速に造形され得る。色付与部１４は、例えば、インクジェット方式等によって、着色用の材料（着色用材料とも言う）としてのインクを吐出することで、積層体ＬＰ１の表面を着色する。
【００８９】
ところで、供給部１１において造形用材料を吐出する吐出口、および色付与部１４において着色用材料を吐出する吐出口等と言った材料を吐出する吐出口では、材料の凝固等によって目詰まりを起こす虞がある。そこで、材料を吐出する吐出口の目詰まりを防止する防止部が設けられても良い。これにより、例えば、積層体ＬＰ１を形成する工程の間、着色のための吐出口をインクの硬化から保護することで、安定した着色が実現され得る。
【００９０】
例えば、造形用材料がＵＶ硬化樹脂であり、着色用材料が紫外光の照射に応じて硬化するＵＶインキである場合は、造形用材料が積層される工程において、色付与部１４の吐出口を覆うように、紫外光を遮光する遮光部材が非接触で配置される態様が考えられる。このとき、積層される造形用材料の各層に硬化部１３から照射される紫外光が、色付与部１４の吐出口に照射されず、色付与部１４の吐出口の目詰まりが防止される。ここで、防止部の具体例としては、図１で示されるように、ヘッド部３０に対して、回転軸１４ｐを中心として回動自在に設けられた遮光板１４ｓ等が考えられる。この場合、遮光板１４ｓの回動によって、色付与部１４の吐出口の前面に遮光板１４ｓが配置された状態と、色付与部１４の吐出口の前面から遮光板１４ｓが退避された状態との間で切り換えられる。また、防止部としての遮光板１４ｓが、回動ではなく平行移動等によるスライドによって、吐出口の前面に配置された状態と、該吐出口の前面から退避された状態との間で切り換えられる態様が採用されても良い。
【００９１】
また、例えば、着色用材料が、色料が溶剤中に溶解および分散したインク、ならびに水溶性のインク等である場合は、例えば、色付与部１４の吐出口の前面に、防止部としての非接触の密閉カバーが配置されたり、内部に溶剤や水蒸気を供給する手段が設けられたカバーが配置されたりしても良い。なお、色付与部１４の吐出口から着色用材料が吐出される際には、例えば、これらのカバーが着色用材料の吐出に支障がない位置まで自動的に移動される機構を有していれば良い。
【００９２】
また、ヘッド部３０から造形用材料および着色用材料等の各種材料をそれぞれ吐出する吐出口のクリーニングを行う部分（浄化部とも言う）Ｃ１００が設けられても良い。これにより、例えば、造形用材料あるいは着色用材料を吐出する吐出口を、材料の吐出前にクリーニングしておくことで、目詰まりによる材料の吐出不良および吐出口付近に飛散した不要な材料の造形物への落下を減らすことにより、立体造形物の品質が安定され得る。
【００９３】
例えば、浄化部Ｃ１００において、吐出口に対し、材料の吐出によるクリーニング（吐出クリーニングとも言う）、ワイプ材によるクリーニング（ワイプクリーニングとも言う）、およびスプレーによるクリーニング（スプレークリーニングとも言う）のうちの少なくとも１つのクリーニングを行う態様が考えられる。
【００９４】
吐出クリーニングについては、例えば、吐出口の前面に漏斗付きの廃液タンクを配置し、吐出口からの吐出される材料を漏斗で受けて、該材料を廃液タンクに貯留する態様が考えられる。ワイプクリーニングについては、例えば、布、紙および不織布等で構成されるワイプ材によって吐出口が拭われる態様が考えられる。なお、ワイプ材は、乾燥していても良いし、洗浄液で湿らされていても良い。スプレークリーニングについては、吐出口から吐出される材料に応じた洗浄液がミストおよびベーパー等の少なくとも１つの状態で吐出口に吹き付けられる態様が考えられる。なお、スプレークリーニングについては、スプレークリーニングが施された後に、例えば、ワイプクリーニングが施されることで、スプレークリーニング後に洗浄液が吐出口に付着している状態が解消され得る。
【００９５】
上記構成を有する立体造形装置２では、次のステップＡ，Ｂが順次に行われる工程が繰り返し行われる。これにより、例えば、順次に積層される各層の厚さが増しても、立体造形物３Ｄ１の製造速度を向上させても、非接触で積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形されるため、立体造形物３Ｄ１の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【００９６】
［ステップＡ］供給部１１によって、造形用材料が供給されることで、造形用材料によって形成される層が順次に積層される（供給ステップとも言う）。
【００９７】
［ステップＢ］成形部１２によって、供給ステップにおいて積層された造形用材料の複数の層によって構成される積層体ＬＰ１の端部Ｔ１に接触することなく、該端部Ｔ１が成形される（成形ステップとも言う）。該成形ステップでは、例えば、供給ステップにおいて積層される各層における上部の外周部に形成されている凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩されることで積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形される。この場合、立体造形物３Ｄ１の表面上における多数の段差部ＳＰ１が目立たなくなる。このため、立体造形物３Ｄ１の表面品質の向上が図られ得る。
【００９８】
ところで、通常の供給ステップでは、ヘッド部３０の二次元的な走査が複数回行われることで、造形用材料が繰り返し供給される。これに対し、色付与部１４による積層体ＬＰ１の着色は、例えば、複数の層からなる数ミリ程度の厚さの積層体ＬＰ１に対して行われる。このため、造形用材料の積層に要する時間は、着色に要する時間より長くなってしまう。そこで、供給部１１と色付与部１４とが、一体的に移動するヘッド部３０に搭載されずに、別々に移動可能なヘッド部に搭載されれば、供給部１１を搭載したヘッド部の軽量化による走査速度の向上が図られ得る。そして、その結果、造形用材料の積層に要する時間が短縮され得る。なお、このような構成が採用される場合には、供給部１１が搭載されたヘッド部と、色付与部１４が搭載されたヘッド部とが、移動時に相互に干渉しないように、少なくとも一方のヘッド部が適宜上下方向に移動するように構成されれば良い。
【００９９】
また、段差部ＳＰ１のうちの成形部１２によって成形される領域（成形領域とも言う）については、例えば、造形のもととなる３Ｄデータに基づき、手動および自動の何れか１つ以上の方法で作成される。このとき、立体造形物の目的に応じて、段差部ＳＰ１を部分的に残したい場合は、該段差部ＳＰ１のうちの選択的に成形しない領域を示すデータ（領域データとも言う）が作成されても良い。
【０１００】
＜(２)成形部による成形方法＞
＜(２−１)第１成形方法＞
第１成形方法は、例えば、造形用材料が、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等と言ったエネルギーの付与に応じて硬化する材料である場合に、風圧、音波および熱の何れか１つ以上の手段の組み合わせによって、段差部ＳＰ１の凸部Ｐｐ１を減少または変形させる方法である。
【０１０１】
ここで、凸部Ｐｐ１は、供給部１１によって積層される各層の上部の外周部に形成される。そして、成形部１２によって凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩されることで、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形される。これにより、立体造形物３Ｄ１の表面上における多数の段差部ＳＰ１が目立たなくなる。このため、立体造形物３Ｄ１の表面品質の向上が図られ得る。
【０１０２】
図３から図５は、成形部１２における第１成形方法について模式的に示す図である。
【０１０３】
図３には、積層体ＬＰ１が供給部１１によって形成された状態が示されている。積層体ＬＰ１は、立体造形物３Ｄ１を成す複数の層のうちの一部の層に対応するものであり、例えば、数層あるいは数層〜１０層程度が積層されたものである。図３では、積層体ＬＰ１が造形用材料の複数の層Ｌ１，Ｌ２によって構成されている例が示されている。そして、この状態では、例えば、積層体ＬＰ１の外周部（端部Ｔ１）に、積層体ＬＰ１の２つの層Ｌ１，Ｌ２の境界部分の近傍に凹部Ｄ１を含む段差部ＳＰ１が形成されている。そして、積層体ＬＰ１の各層Ｌ１，Ｌ２の上部（＋Ｚ側の部分）の外周部に、凸部Ｐｐ１が形成されている。
【０１０４】
図４には、成形部１２によって凸部Ｐｐ１が崩される直前の積層体ＬＰ１の一例が模式的に示されている。図５には、成形部１２によって凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩された後の積層体ＬＰ１の一例が模式的に示されている。具体的には、図５には、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形されることで、該端部Ｔ１が、層Ｌ１の斜面部Ｓｆ１および層Ｌ２の斜面部Ｓｆ２で構成される成形後の斜面部Ｓｆ０となる様子が示されている。なお、図５には、崩される前の凸部Ｐｐ１の外縁が二点鎖線で描かれている。
【０１０５】
第１成形方法が採用される場合、供給部１１によって形成される各層の凸部Ｐｐ１が成形部１２によって崩された後に、該各層が硬化部１３によって硬化される。つまり、硬化前に、各層の凸部Ｐｐ１が崩される。このため、段差部ＳＰ１を減少あるいは消滅させた後に、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成される紫外線（ＵＶ）ランプまたは赤外線（ＩＲ）ランプあるいはヒーター等の安価な構成によって、積層体ＬＰ１を一括して硬化させることができる。その結果、立体造形物３Ｄ１の良好な寸法精度および表面品質の向上が容易に実現され得る。
【０１０６】
＜(２−１−１)風圧（気体の吹き付け）による成形＞
図４および図５で示されるように、成形部１２が、例えば、凸部Ｐｐ１に気体を吹き付けることで風圧によって凸部Ｐｐ１の少なくとも一部を崩す部分（気体供給部とも言う）１２ｎを有する構成が採用され得る。この場合、気体の局所的な吹きつけに応じて、凸部Ｐｐ１に外力が作用し、非接触で凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が容易に崩される。これにより、立体造形物３Ｄ１の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。ここで使用され得る気体としては、例えば、空気および不活性ガス等が挙げられる。凸部Ｐｐ１のうちの気体が吹き付けられる領域としては、例えば、凸部Ｐｐ１の＋Ｚ側の上面部分における選択的な領域（選択的領域とも言う）Ａｒ１が採用され得る。選択的領域Ａｒ１は、例えば、積層体ＬＰ１を構成する各層の上面側の部分（層上部とも言う）と、該層上部の水平方向に位置する周囲の空間との境界部分を成す。換言すれば、選択的領域Ａｒ１は、層上部の端部およびその近傍の部分に位置する。
【０１０７】
また、供給部１１によって形成された各層の凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が成形部１２によって崩される前に、該各層の上部における凸部Ｐｐ１以外の少なくとも該凸部Ｐｐ１の近傍の部分（予備硬化対象部とも言う）ＦＬ１（図６）が硬化部１３によって硬化されても良い。ここでは、例えば、予備硬化対象部ＦＬ１に対して、紫外線または赤外線等の光の照射あるいは熱等の付与が選択的に行われる。
【０１０８】
このような構成が採用される場合、図６で示されるように、凸部Ｐｐ１の上面部分における選択的領域Ａｒ１に気体が吹き付けられる際に、各層における選択的領域Ａｒ１以外の領域の形状が崩れ難い。つまり、各層において、気体の吹きつけによって崩される部分と、崩されない部分との境界部分の形状が安定する。このため、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１における必要以上の成形が抑制され、立体造形物３Ｄ１の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。
【０１０９】
なお、例えば、造形用材料がゲル状等の高粘度のものであれば、予備硬化対象部ＦＬ１の選択的な硬化が施されなくても、気体が吹き付けによって各層における選択的領域Ａｒ１以外の領域の形状が崩され難い。ここでは、例えば、１層毎に予備硬化対象部ＦＬ１が硬化され、数層が積層される毎に、気体の吹き付けによって、凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩される態様が考えられる。
【０１１０】
ここで、予備硬化対象部ＦＬ１に光または熱を選択的に照射するために、硬化部１３が、積層体ＬＰ１の全体を硬化させる部分と予備硬化対象部ＦＬ１を硬化させる部分とを、共通の構成で実現する態様、あるいは別の構成で実現する態様の何れが採用されても良い。そして、硬化部１３に、例えば、微小なミラーが１次元的あるいは２次元的に配列されたもの（例えば、ＤＭＤ：Digital Micromirror Device等）が配置された構成が採用され得る。また、硬化部１３に、微小な回折格子が１次元的または２次元的に配列されたもの（例えば、ＧＬＶ［登録商標］：Grating Light Value）が配置される構成が採用されても良い。また、例えば、ガルバノミラー等で光線を偏向させる構成が採用されても良いし、結晶構造を有する光学素子に対する電圧の印加に応じて該光学素子の屈折率が変化することで光線が偏向される構成が採用されても良い。
【０１１１】
ところで、成形部１２の気体供給部１２ｎから供給される気体が選択的領域Ａｒ１に付与する圧力および該圧力の分布は、例えば、凸部Ｐｐ１のうちの崩される領域の大きさ、形状および粘度等に合わせて調整される。なお、ここで、例えば、造形用材料が熱硬化性の材料でない場合には、気体供給部１２ｎから供給される気体の温度が、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１を構成している造形用材料の表面温度よりも高ければ、造形用材料の粘度が低下して、凸部Ｐｐ１が崩れ易くなる。つまり、成形部１２による積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の成形が容易となり得る。
【０１１２】
図７は、気体供給部１２ｎの一構成例を示す図である。気体供給部１２ｎとしては、例えば、１次元的あるいは２次元的に配列された複数の気体供給管Ｎ１〜Ｎ５を有する構造が採用され得る。気体供給管Ｎ１〜Ｎ５は、例えば、気体を供給するパイプ状の構成を有する。図７には、長手方向（Ｚ方向）が略平行となるようにＹ方向に一列に配列された５本の気体供給管Ｎ１〜Ｎ５を有する気体供給部１２ｎが例示されている。該気体供給部１２ｎでは、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５からの気体の吐出の有無あるいは気体の吐出量が制御され得る。例えば、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５に気体が供給され、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５に設けられた流量制御部ＶＬ１によって、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５の吐出孔から吐出される気体の有無あるいは気体の吐出量がそれぞれ制御され得る。ここで、流量制御部ＶＬ１のタイプとしては、例えば、ソレノイドまたはピエゾ素子による駆動力に応じて開閉するタイプ、あるいは吐出孔以外の領域に気体を逃がすタイプが挙げられる。
【０１１３】
図８は、図７で示された気体供給部１２ｎから供給される気体の圧力分布の一例を示す図である。図８では、気体の圧力の高低を示す曲線が、太い実線で示されている。また、図８では、曲線が下方向（本願明細書では−Ｚ方向）にある程、圧力が高く、逆に曲線が上方向（本願明細書では＋Ｚ方向に）にある程、圧力が小さい状態が示す。図８で示される圧力分布は、気体供給管Ｎ１〜Ｎ５からそれぞれ吐出される気体の圧力が直接的に反映されたものとなっており、位置によって圧力が連続的ではなく急激変化している。
【０１１４】
また、図９は、気体供給部１２ｎの複数の気体供給管Ｎ１〜Ｎ５の吐出孔に対して１つの気体混合部ＳＮ１が設けられている態様を例示する図である。図１０は、気体混合部ＳＮ１の一構成例を示す断面図である。気体混合部ＳＮ１は、例えば、複数の気体供給管Ｎ１〜Ｎ５が配列されるＹ方向に延びるスリット状の空間が−Ｚ方向に延在し、−Ｚ側の下端部にスリット状の開口部を有する。このような気体混合部ＳＮ１の存在により、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５から吐出される気体が、気体混合部ＳＮ１内である程度混合される。これにより、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５から吐出される気体の圧力分布が連続的に変化するようになる。
【０１１５】
図１１は、図９で示された気体供給部１２ｎから供給される気体の圧力分布の一例を示す図である。図１１では、図８と同様に、気体の圧力の高低を示す曲線が、太い実線で示されており、曲線が下方向（本願明細書では−Ｚ方向）にある程、圧力が高く、逆に曲線が上方向（本願明細書では＋Ｚ方向に）にある程、圧力が小さい状態を示す。図１１で示される圧力分布は、気体供給管Ｎ１〜Ｎ５からそれぞれ吐出される気体の圧力が気体混合部ＳＮ１である程度混合されたものとなっており、位置によって圧力が連続的に変化している。
【０１１６】
図１２は、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５における流量制御の一態様を示す図である。ここでは、気体供給管Ｎ１を例にとって説明する。気体供給管Ｎ１は、上流部Ｅｎ１から下流部Ｅｘ１に至る内部空間Ｓｃ１に設けられた流量制御部ＶＬ１を有している。流量制御部ＶＬ１は、１つの弁座部Ｓ１と複数の弁体部Ｓｔ１〜Ｓｔ３とを備えている。弁座部Ｓ１は、気体供給管Ｎ１の内壁に設けられ、±Ｚ方向に貫通する複数の貫通孔Ｈ１〜Ｈ３を有している。複数の弁体部Ｓｔ１〜Ｓｔ３は、複数の貫通孔Ｈ１〜Ｈ３の上流側に配置され、±Ｚ方向に移動することで、複数の貫通孔Ｈ１〜Ｈ３をそれぞれ開閉する。
【０１１７】
このような構成を有する気体供給管Ｎ１では、複数の貫通孔Ｈ１〜Ｈ３の開閉によって、気体の流量が制御される。これにより、気体供給管Ｎ１から吐出される気体の圧力が調整され得る。また、上流部Ｅｎ１および下流部Ｅｘ１に気体の圧力を計測する圧力計測部Ｐｒ１，Ｐｒ２がそれぞれ設けられ、各貫通孔Ｈ１〜Ｈ３の開閉時間が調整されることで、気体供給管Ｎ１における気体の流量が調整されても良い。なお、図１２で示される気体供給管Ｎ１の内部空間Ｓｃ１には、弁座部Ｓ１の下流側に、複数の貫通孔Ｈ１〜Ｈ３から吐出される気体の圧力が均一化されるチャンバー部ＣＢ１が設けられている。
【０１１８】
図１３は、各気体供給管Ｎ１〜Ｎ５における流量制御の他の一態様を示す図である。ここでも、気体供給管Ｎ１を例にとって説明する。図１３で示される気体供給管Ｎ１は、図１２で示された気体供給管Ｎ１がベースとされて、流量制御部ＶＬ１の構造が変更されたものである。ここでは、流量制御部ＶＬ１は、１つの弁座部Ｓ２と１つの弁体部Ｓｔ４とを備えている。弁座部Ｓ２は、気体供給管Ｎ１の内壁に設けられ、±Ｚ方向に貫通する１つの貫通孔Ｈ４を有している。弁体部Ｓｔ４は、貫通孔Ｈ４の上流側に配置され、±Ｚ方向に移動することで、貫通孔Ｈ４の上流側における開口の面積を調整する。
【０１１９】
このような構成を有する気体供給管Ｎ１では、貫通孔Ｈ４の上流側における開口の面積が調整されることで、気体の流量が制御され、気体供給管Ｎ１から吐出される気体の圧力が調整され得る。また、上流部Ｅｎ１および下流部Ｅｘ１に気体の圧力を計測する圧力計測部Ｐｒ１，Ｐｒ２がそれぞれ設けられ、貫通孔Ｈ４の上流側における開口の面積が調整されることで、気体供給管Ｎ１における気体の流量が調整されても良い。
【０１２０】
ところで、図１４で示されるように、例えば、気体供給部１２ｎが、供給部１１によって積層される各層の上面に対して傾斜する方向（傾斜方向とも言う）から凸部Ｐｐ１に気体を吹き付ける構成が採用されても良い。ここでは、気体供給部１２ｎが上部から下部にかけて凸部Ｐｐ１の水平方向の外縁側に傾斜される態様が採用され得る。換言すれば、気体供給部１２ｎから気体が吐出される方向が凸部Ｐｐ１の少なくとも一部を崩したい方向に近づくように、気体供給部１２ｎが傾斜される態様が考えられる。これにより、各層の上面に沿った方向において各層の凸部Ｐｐ１およびその近傍の部分における造形用材料の流動性が高められる。このため、非接触で凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が容易に崩され得る。なお、積層体ＬＰ１においては、実際は種々異なる方向に凸部Ｐｐ１が突出している。このため、気体供給部１２ｎにおいて傾斜方向が変更可能である態様、あるいは傾斜方向が異なる複数の気体供給部１２ｎが存在する態様が考えられる。
【０１２１】
なお、気体供給部１２ｎからの気体の吐出の有無は、瞬間的に切り替えることが難しい場合が多いと考えられる。この場合、例えば、崩す対象としての凸部Ｐｐ１の選択的領域Ａｒ１以外の部分には、気体供給部１２ｎから吐出される気体の圧力が極力小さくなるように制御される態様が採用される。
【０１２２】
＜(２−１−２)音波の照射による成形＞
図４および図５で示されるように、成形部１２が、例えば、凸部Ｐｐ１に音波を照射することで凸部Ｐｐ１の少なくとも一部を崩す音波照射部１２ｓを有する構成が採用され得る。つまり、気体供給部１２ｎの代わりに音波照射部１２ｓが採用されても良い。この場合、音波の局所的な照射に応じて、凸部Ｐｐ１の選択的領域Ａｒ１に波が生じ、非接触で凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が容易に崩される。このため、立体造形物３Ｄ１の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。ここでは、例えば、凸部Ｐｐ１の＋Ｚ側の上面部分における選択的領域Ａｒ１に音波が照射される。
【０１２３】
上述した選択的領域Ａｒ１に気体を吹き付ける構成では、積層体ＬＰ１の窪んだ部分の選択的領域Ａｒ１に気体が吹き付けられると、気体の流れが淀んでしまい、凸部Ｐｐ１を適切に崩すことが容易でないケースが考えられる。これに対して、選択的領域Ａｒ１に音波が照射される構成では、積層体ＬＰ１の窪んだ部分に存在する凸部Ｐｐ１も適切に崩すことが容易に可能である。なお、例えば、成形部１２が、気体供給部１２ｎおよび音波照射部１２ｓの両方を有し、崩す対象としての凸部Ｐｐ１が存在する位置に応じて、音波の照射と気体の吹き付けとが選択的に行われても良い。
【０１２４】
また、音波照射部１２ｓによって、崩す対象としての凸部Ｐｐ１が存在する位置に応じて、照射される音波の波長が変更される態様が考えられる。これにより、凸部Ｐｐ１を崩したい程度に応じて、適切な波長の音波が採用され得る。また、積層体ＬＰ１のうちの選択的領域Ａｒ１以外の部分に音波が照射されないように、例えば、音波照射部１２ｓにおいて、必要以外の音波の広がりを抑制するために、逆相の音波の放射によって音波を打ち消し合う構成が採用されても良い。これにより、音波を選択的領域Ａｒ１に対して局所的に照射することが可能となる。このとき、マイク等の音を感知するセンサー（音感センサーとも言う）によって音波を検知して、その検知結果に応じて、逆相の音波が設定される構成が採用されても良い。このようなフィードバック制御の代わりに、シミュレーションで得られた結果に基づいて、音波の打ち消し合い等が行われる構成が採用されても良い。
【０１２５】
また、音波照射部１２ｓが複数の音源を有しており、複数の音源から発せられる音波が重なり合う特定の部分（特定部分とも言う）で、音波の強度が強められる態様が採用されても良い。また、広い波長領域の音波が存在する場合、音感センサーによって周波数毎に音波を検出し、周波数毎に音波を相殺することで、音波の周波数毎の強度が調整される構成が採用されても良い。
【０１２６】
図１５は、音波照射部１２ｓの一構成例を模式的に示す図である。図１５で示されるように、例えば、音波照射部１２ｓが、筒状体（ホーンとも言う）Ｈｒ１〜Ｈｒ３および音源Ｓｐ１〜Ｓｐ３を有している。筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３は、一端が閉じており、該一端から他端に向けて内部空間が徐々に狭くなり、他端に開口部ＩＪ１〜ＩＪ３が存在している構成を有している。音源Ｓｐ１〜Ｓｐ３は、筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３の一端側にそれぞれ設けられている。そして、音源Ｓｐ１〜Ｓｐ３から発せられる音波が、筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３における他端の開口部ＩＪ１〜ＩＪ３から射出され得る。この場合、開口部ＩＪ１〜ＩＪ３が微小であれば、音波が微小な選択的領域Ａｒ１に容易に照射され得る。
【０１２７】
なお、上記筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３のそれぞれの間に、隣の筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３および音源Ｓｐ１〜Ｓｐ３による振動を吸収する素材（防振材とも言う）Ａｂ１が配されていれば、選択的領域Ａｒ１に照射される音波にノイズが混じり難い。その結果、音波の照射による凸部Ｐｐ１の崩れが適切に調整され得る。ここで、防振材Ａｂ１としては、例えば、αゲルおよびウレタン等が挙げられる。また、ここで、筒状体Ｈｒ１〜Ｈｒ３の形状が適正化されることで、開口部ＩＪ１〜ＩＪ３における音波の減衰が抑制される構成が採用されても良い。なお、例えば、音波照射部１２ｓに、種々の波長の音波をそれぞれ発生させるマルチチャンネル型の小型スピーカーユニットが採用されれば、波長毎に音波の強度が適切に調整され得る。
【０１２８】
＜(２−１−３)熱の付与による成形＞
図４および図５で示されるように、成形部１２が、例えば、凸部Ｐｐ１への熱の付与によって凸部Ｐｐ１の流動性を高めることで、該凸部Ｐｐ１の少なくとも一部を崩す熱付与部１２ｈを有する構成が採用され得る。つまり、気体供給部１２ｎおよび音波照射部１２ｓの代わりに熱付与部１２ｈが採用されても良い。
【０１２９】
このような構成では、造形用材料が熱硬化性の材料でなければ、造形用材料の粘度が局所的に低減され、液体の表面が平滑になろうとする機能（レベリング機能とも言う）によって、凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩れる。その結果、非接触で凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が容易に崩されるため、立体造形物３Ｄ１の寸法精度および表面品質が更に向上し得る。
【０１３０】
ここでは、例えば、凸部Ｐｐ１の＋Ｚ側の上面部分における選択的領域Ａｒ１に熱付与部１２ｈによって熱が付与される。具体的には、例えば、赤外線レーザーあるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）等によって選択的領域Ａｒ１に光が照射されることで、選択的領域Ａｒ１に熱が付与される。ここでは、例えば、ＧＬＶ等の光学素子が用いられることで、選択的領域Ａｒ１上に光が局所的に照射され得る。
【０１３１】
なお、例えば、成形部１２が、気体供給部１２ｎ、音波照射部１２ｓおよび熱付与部１２ｈの何れか１つ以上の部分を有し、気体供給部１２ｎ、音波照射部１２ｓおよび熱付与部１２ｈのうちの少なくとも１つあるいは１つ以上の組み合わせによって、凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩される態様が考えられる。
【０１３２】
ここで、予備硬化対象部ＦＬ１の硬化によって、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１における必要以上の成形が抑制される態様の代わりに、例えば、次のような成形の態様が採用されても良い。凸部Ｐｐ１の選択的な細かい領域に、赤外線レーザーまたはＬＥＤからの赤外光等が光学的な手段によって照射されて熱エネルギーが付与されることで、積層体ＬＰ１のうちの気体の吹き付けおよび音波の照射が施される広い領域のうちの細かい領域が精度良く崩され得る。この場合、例えば、ある程度の幅を持ったスリット状の開口部から気体を射出することで、積層体ＬＰ１に気体が吹き付けられつつ、積層体ＬＰ１の表面のうちの吹き付けられる気体の圧力が高い領域に、選択的に熱エネルギーが付与される態様が考えられる。これにより、端部Ｔ１のうち、所望のパターンで、凸部Ｐｐ１が残された部分と、凸部の少なくとも一部が崩された部分とが形成され得る。
【０１３３】
さらに、気体が吹き付けられた部分の周囲における気流の乱れを低減するために、積層体ＬＰ１に対する気体の吹き付けに応じて気体が拡がる部分に、気体が吸引される機構が設けられても良い。例えば、上方の斜め方向から積層体ＬＰ１に対して気体が吹き付けられ、積層体ＬＰ１の上面の法線（＋Ｚ方向）を挟む反対側で気体が吸引されつつ、凸部Ｐｐ１の選択的な細かい領域に、赤外線レーザーまたはＬＥＤからの赤外光等の照射によって熱エネルギーが付与される構成が考えられる。また、例えば、断面データだけでなく、３Ｄデータに基づいて、形成したい立体造形物の形状に合わせて、気体を射出する開口部と、気体を吸引する吸引口部と、赤外光等の熱エネルギーを照射する照射ユニットとが、多関節のロボット等によって、３次元空間において自在に移動させることが可能な構成が採用されれば、積層体ＬＰ１を精度良く成形することが可能となる。
【０１３４】
＜(２−２)第２成形方法＞
第２成形方法は、例えば、造形用材料が常温硬化タイプの材料である場合に、段差部ＳＰ１の凸部Ｐｐ１を熱溶融によって減少または消滅させる方法である。
【０１３５】
この方法では、供給部１１によって積層された各層が硬化することで１以上の硬化層が形成される。そして、成形部１２によって、各硬化層の上部の外周部に形成されている凸部Ｐｐ１の少なくとも一部に熱が付与されることで、該凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が溶融されて崩される。これにより、立体造形物３Ｄ１の表面上における多数の段差部ＳＰ１が目立たなくなる。このため、立体造形物３Ｄ１の表面品質の向上が図られ得る。また、例えば、造形用材料として供給後に直ぐに硬化する常温硬化タイプの材料が用いられることで、立体造形物３Ｄ１の製造速度が向上し得る。
【０１３６】
ここでは、まず、図３で示されるように、常温硬化タイプの造形用材料が熱せられることで、流動性を有する状態とされ、極細のノズル等から射出されることで１以上の層が積層および硬化された１以上の硬化層が形成される。常温硬化タイプの造形用材料には、上述したように、例えば、ＡＢＳ樹脂あるいはポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂等といった熱可塑性樹脂が含まれ得る。
【０１３７】
次に、図４および図５で示されるように、成形部１２の熱付与部１２ｈによって選択的領域Ａｒ１に熱が付与されることで凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩される。例えば、赤外線レーザーあるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）等によって選択的領域Ａｒ１に光が照射されることで、選択的領域Ａｒ１に熱が付与される。ここで、熱付与部１２ｈでは、選択的領域Ａｒ１に対して局所的に熱を付与するために、例えば、微小なミラーが１次元的または２次元的に配列されたＤＭＤが配置された構成が採用され得る。また、微小な回折格子が１次元的または２次元的に配列されたＧＬＶが配置される構成が採用されても良い。また、例えば、ガルバノミラー等で光線を偏向させる構成が採用されても良いし、結晶構造を有する光学素子に対する電圧の印加に応じて該光学素子の屈折率が変化することで光線が偏向される構成が採用されても良い。
【０１３８】
＜(２−３)第３成形方法＞
第３成形方法は、例えば、積層体ＬＰ１における段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１を充填材料で埋める方法である。
【０１３９】
この方法では、成形部１２の充填用材料供給部１２ｚによって、充填用材料が供給されて、供給部１１によって積層された２以上の層の外周部に形成されている段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１の少なくとも一部が充填用材料で埋められて積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が整形される。これにより、例えば、段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１が埋められることで、凹凸が減少あるいは消滅して凹部Ｄ１が目立たなくなる。このため、立体造形物３Ｄ１の表面品質の向上が図られ得る。
【０１４０】
第３成形方法が採用される場合、例えば、供給部１１によって形成された２以上の層が硬化部１３によって硬化された後に、凹部Ｄ１の少なくとも一部が埋められる。なお、充填用材料が、２以上の層を成す造形用材料と同種の機能によって硬化するものであれば、硬化部１３によって２以上の層が硬化される前に、凹部Ｄ１の少なくとも一部が埋められても良い。
【０１４１】
図１６は、段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１に充填用材料Ｂ１が充填される一態様を示す図である。図１６には、積層体ＬＰ１が造形用材料の複数の層Ｌ１〜Ｌ３によって構成され、上下に隣接する層Ｌ１〜Ｌ３の境界部分の近傍に凹部Ｄ１を含む段差部ＳＰ１が形成されており、該凹部Ｄ１が充填用材料で埋められている様子が示されている。図１６で示されるように、例えば、充填用材料供給部１２ｚから供給される充填用材料Ｂ１によって凹部Ｄ１が埋められて、凹凸が減少あるいは消滅して斜面部Ｓｆ０が形成される。
【０１４２】
ここで、充填用材料供給部１２ｚでは、例えば、インクジェット方式等の供給方法によって、造形用材料が液体または流体の状態で、凹部Ｄ１内の適切な位置に向けて吐出される。充填用材料Ｂ１としては、種々のものが採用可能であるが、積層体ＬＰ１を成す造形用材料と同様な材料であれば、段差部ＳＰ１をより目立たなくさせることが可能であり、例えば、樹脂等を主成分とするものが採用され得る。
【０１４３】
また、充填用材料Ｂ１が、光を散乱させる材料（光散乱材料とも言う）であれば、段差部ＳＰ１が容易に目立たなくなるため、立体造形物３Ｄ１の表面品質の向上が容易に図られ得る。光散乱材料としては、例えば、光を散乱させるための小片が分散された透明な材料、および白色のインク等が採用され得る。小片としては、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素（シリカ）、樹脂（ポリマー）およびカルシウム等の光を散乱する粒子、ならびにガラス繊維、光ファイバーおよびパルプ等の光を散乱する繊維等が挙げられる。
【０１４４】
なお、立体造形物３Ｄ１の表面上に白色のインクで下地の層が形成されれば、立体造形物３Ｄ１の表面が綺麗に着色され得る。この場合、色付与部１４によって、着色の前のタイミングにおいて、積層体ＬＰ１のうちの着色の対象となる領域に白色層が形成される態様が考えられる。但し、白色のインクは高価であるため、光を散乱させるための小片が分散された透明な材料を凹部Ｄ１内に充填させた後に、白インクの薄い層が形成されれば、立体造形物３Ｄ１の製造コストの低減と表面の良好な着色とが実現され得る。
【０１４５】
＜(３)色付与部による色彩の付与＞
色付与部１４によって、成形部１２によって形成された斜面部Ｓｆ０に色彩が付与される。
【０１４６】
図１７から図１９は、斜面部Ｓｆ０に対する着色方法を説明するための図である。図１７には、層Ｌ１〜Ｌ３の端部Ｔ１が成形されて、層Ｌ１の斜面部Ｓｆ１、層Ｌ２の斜面部Ｓｆ２および層Ｌ３の傾斜部Ｓｆ３で構成される斜面部Ｓｆ０が形成されている様子が示されている。ここで、例えば、図１８で示されるように、斜面部Ｓｆ０上に、色付与部１４によって白色のインクの層（白色インク層とも言う）ＷＬ１が形成される。そして、図１９で示されるように、白色インク層ＷＬ１上に、種々のインクが塗布されて色彩を有する層（色彩層とも言う）ＣＬ１が形成される。
【０１４７】
但し、上述したように、成形部１２によって積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形されることで形成された斜面部Ｓｆ０には、立体造形物３Ｄ１の造形のためにデータ作成装置１で生成された断面データに対応しない領域が存在する。このため、例えば、データ作成装置１において、図２０の破線で示されるように、立体造形物３Ｄ１を構成する各層よりも薄くなるように、３Ｄデータ上で立体造形物が薄切りにされて複数の断面データが生成され、斜面部Ｓｆ０上の色彩データが得られる。例えば、各層の厚さである０．５ｍｍよりも薄い０．０５ｍｍの厚さで、３Ｄデータ上において立体造形物が薄切りにされる態様が考えられる。これにより、立体造形物３Ｄ１を構成する複数層の上面間の領域についても色彩データが得られる。その結果、制御部１０の制御に応じて、得られた色彩データに基づいて斜面部Ｓｆ０に対して適切な色彩が付与され得る。
【０１４８】
ところで、色彩データに応じて単純に斜面部Ｓｆ０が着色されると、隣り合う着色領域間で重複する部分（重複部分とも言う）が生じ、該重複部分において必要以上に濃い色彩が付与されてしまう。そこで、図２１で示されるように、隣り合う着色領域間で重複する重複部分については、予め色彩の濃度を低減することで、重複部分における適切な色彩の付与が実現され得る。
【０１４９】
なお、図１７から図２０では、成形部１２によって凸部Ｐｐ１の少なくとも一部が崩されて形成された斜面部Ｓｆ０に色彩が付与される態様を例示して説明したが、これに限られない。例えば、図２２で示されるように、成形部１２によって凹部Ｄ１が充填用材料Ｂ１によって埋められた上に、色付与部１４によって、白色インク層ＷＬ１および色彩層ＣＬ１が順に積層されても良い。
【０１５０】
＜(４)まとめ＞
以上のように、本実施形態に係る立体造形装置２では、供給部１１によって造形用材料が供給されることで該造形用材料によって形成される層が順次に積層される。そして、ここで積層された造形用材料の複数の層によって構成される積層体ＬＰ１の端部Ｔ１に接触することなく、該端部Ｔ１が成形される。これにより、例えば、順次に積層される各層を厚くして製造速度を向上させても、非接触で積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形される。このため、立体造形物３Ｄ１の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【０１５１】
＜(５)変形例＞
なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【０１５２】
例えば、上記一実施形態では、保持部２１上に直接的に造形用材料の層が積層されることで立体造形物３Ｄ１が形成されたが、これに限られない。例えば、保持部２１Ａ上に基材ＢＭ１が保持され、該基体ＢＭ１上に造形用材料によって構成される複数の層が積層されることで、基体ＢＭ１と該基体ＢＭ１上に形成された立体造形物３Ｄ１との複合体が形成されても良い。基材ＢＭ１としては、例えば、ポスター、地図およびシール等が挙げられる。これにより、例えば、一部の特定の図柄等が盛り上がったポスターまたは地図等が実現され得る。特定の図柄には、例えば、山等を示す図柄が含まれる。
【０１５３】
図２３は、一変形例に係る立体造形システム１００Ａの概略構成を示す図である。立体造形システム１００Ａは、一実施形態に係る立体造形システム１００がベースとされて、立体造形装置２が立体造形装置２Ａに変更されたものである。具体的には、立体造形装置２Ａは、立体造形装置２がベースとされて、テーブル部２０が構成の異なるテーブル部２０Ａに変更され、センサー部４０が付加されたものである。
【０１５４】
テーブル部２０Ａは、保持部２１Ａ、ロッド部２２ａ，２２ｂおよび駆動部２３ａ，２３ｂを備えている。
【０１５５】
保持部２１Ａは、基材ＢＭ１を保持する部分（基材保持部とも言う）であり、例えば、上面が平滑なプレート状の部分である。保持部２１Ａにおける基材ＢＭ１の保持方法については、例えば、挟持部による挟持あるいは吸引孔による吸引等が考えられる。保持部２１Ａは、基材ＢＭ１を保持することで、基材ＢＭ１上に形成される積層体ＬＰ１および立体造形物３Ｄ１を間接的に保持する。ロッド部２２ａ，２２ｂは、駆動部２３ａ，２３ｂの駆動に応じて、保持部２１Ａを上下方向に移動させる。駆動部２３ａ，２３ｂは、ロッド部２２ａ，２２ｂを上下方向に移動させる部分である。本実施形態では、駆動部２３ａ，２３ｂによって保持部２１Ａが上下方向に移動されることで、保持部２１Ａ上に保持された基材ＢＭ１とヘッド部３０との上下方向における相対的な位置が変更される。例えば、基材ＢＭ１上に造形用材料の層が形成される毎に、保持部２１Ａおよび基材ＢＭ１がヘッド部３０Ａから離れる方向に移動する。
【０１５６】
そして、供給部１１によって、基材ＢＭ１上に造形用材料が供給されることで、造形用材料によって形成される層が基材ＢＭ１上に順次に積層される。ここでは、上記一実施形態と同様に、成形部１２によって非接触で積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形されるため、基材ＢＭ１上に造形される立体造形物３Ｄ１について良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。また、立体造形物の形成後に湿式のエッチング等で立体造形物の表面品質を向上させる構成が考えられるが、この構成と比較して、本変形例に係る立体造形装置２Ａが採用されれば、基材ＢＭ１の品質に大きな悪影響を及ぼさない。具体的には、例えば、基材ＢＭ１が紙製等の湿気に弱い材料で構成される場合であっても、上記一実施形態における成形部１２による端部Ｔ１の成形によれば、基材ＢＭ１の品質が低下し難い。
【０１５７】
センサー部４０は、基材ＢＭ１上における立体造形物が造形される対象となる領域（造形対象領域とも言う）を特定するための情報を認識する部分（造形領域認識部とも言う）である。該センサー部４０において基材ＢＭ１上における造形対象領域が認識されると、該センサー部４０による認識結果に応じて、認識された造形対象領域上に造形用材料が供給部１１によって供給される。これにより、造形用材料によって形成される層が造形対象領域上に順次に積層される。その結果、基材ＢＭ１上の所望の造形対象領域に良好な寸法精度と表面品質とを有する立体造形物３Ｄ１が迅速に造形され得る。
【０１５８】
センサー部４０は、例えば、デジタルカメラ等を搭載し、図２４で示されるように、例えば、複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４が予め設けられた基材ＢＭ１の表面を撮影し、その撮影画像を対象とした画像処理によって、複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置を認識する。このとき、複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置が、仮想空間における３Ｄデータに係る断面データ上でも規定されていれば、実空間における造形対象領域ＬＲ１，ＬＲ２を特定するための情報としての座標情報等が認識され得る。なお、ここでは、センサー部４０によって複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置が認識されたが、これに限られない。例えば、センサー部４０と制御部１０との協働によって複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置が認識されても良い。なお、図２４では、十字状のマークＭＫ１〜ＭＫ４が示されたが、これに限られず、マークＭＫ１〜ＭＫ４は、例えば、バツ印（「×」）、丸印（「○」）、二重丸印（「◎」）および白抜きの十字印等の他の形態を有するものであっても良い。
【０１５９】
また、造形対象領域ＬＲ１，ＬＲ２を特定するための情報は、例えば、２次元および３次元の領域を特定するための情報として認識され得る。具体的には、複数の角度から捉えられた２次元画像からの計算による認識、およびレーザースキャナによる認識等の少なくとも１以上の組み合わせによって、２次元および３次元の造形対象領域ＬＲ１，ＬＲ２の領域を特定するための情報が認識されれば、基材ＢＭ１が平面的であっても立体的であっても、所望の領域に対する造形用材料の積層および着色が可能となる。また、ここで、測定によって取得された２次元や３次元の領域を特定する情報（測定データとも言う）に基づき、既に造形された領域のうち、設計段階における２次元や３次元のデータ（設計データとも言う）と整合しない領域が存在していることが分かる場合がある。この場合は、設計データが造形物の測定データに合うように変形加工されることで、造形物に対する位置精度および形状精度がより高い着色が可能となる。
【０１６０】
また、センサー部４０によって、基材ＢＭ１上に既に描かれた図柄を捉えた撮影データと、３Ｄデータに係る断面データとが照合されることで、基材ＢＭ１上における造形対象領域ＬＲ１，ＬＲ２を特定するための情報が認識される態様が採用されても良い。
【０１６１】
なお、本変形例では、例えば、基材ＢＭ１上において立体造形物３Ｄ１が形成されている領域（３次元領域とも言う）および該立体造形物３Ｄ１が形成されていない平面的な領域（２次元領域とも言う）の双方に色付与部１４によって付与され得る。
【０１６２】
また、上記一実施形態では、同一のヘッド部３０に供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４が設けられていたが、これに限られない。供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４は、別々のヘッドに設けられても良いが、供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４のうちの２以上の出来るだけ多くの部分が同一のヘッド部３０に搭載されていれば、装置の複雑化が抑制され得る。また、立体造形物３Ｄ１上への着色が不要である場合には、色付与部１４が設けられていなくても良い。さらに、例えば、常温硬化タイプの造形用材料が採用される場合には、硬化部１３は設けられていなくても良い。
【０１６３】
また、上記一実施形態では、供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４が、１つの立体造形装置２に搭載されていたが、これに限られない。例えば、造形用材料を供給することで該造形用材料によって形成される層が順次に積層された積層体ＬＰ１の端部Ｔ１に接触することなく、該端部Ｔ１を成形する成形部１２を少なくとも備える立体造形用の成形装置が採用されても良い。これにより、例えば、他の装置における積層体ＬＰ１の形成において、順次に積層される各層を厚くして製造速度を向上させても、非接触で積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形される。このため、立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。また、例えば、供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４が２以上の装置に別々に搭載されていても良い。すなわち、立体造形システム１００が、立体造形物を形成するための２以上の装置で構成されていても良い。
【０１６４】
ところで、例えば、他の装置で着色された平面および立体造形物が形成された基材に対して、立体造形物の形成、および該立体造形物への着色が施される態様が考えられる。例えば、積層体ＬＰ１上における着色の対象となる領域（着色対象領域とも言う）を特定するための情報を認識する部分（着色領域認識部とも言う）が設けられれば良い。このとき、色付与部１４によって、着色領域認識部による認識結果に応じて着色対象領域上に着色用材料が提供されることで、着色用材料によって構成される領域が形成され得る。これにより、立体造形装置２で形成された造形物にも、他の装置で形成された造形物にも、必要な着色対象領域に精度良く着色され得る。
【０１６５】
具体的には、例えば、立体造形システム１００の立体造形装置２において、基材ＢＭ１と、断面データおよび３Ｄデータとの位置合わせを行うための物理的な手段が設けられても良い。ここで、物理的な手段としては、例えば、ピン等が挙げられ、該物理的な手段の移動および当接によって、立体造形物の形成および着色の対象となる領域が認識される態様が考えられる。この場合、例えば、長時間を要する造形用材料が積層される工程が別装置で行われることで、造形ならびに着色までが行われた立体造形物の完成品を製造するための生産性が向上し得る。
【０１６６】
ここで、例えば、携帯通信端末機器のカバー（端末カバーとも言う）等と言った立体物に対して、注文に応じて異なる立体の造形ならびに着色を行う場合を想定する。この場合、注文を管理する情報（注文管理情報とも言う）と、立体造形物の３Ｄデータおよび断面データならびに色彩データとが整合するように、情報を識別するためのＦＲタグ等と言った情報を識別するための素子（情報識別素子ても言う）を端末カバーの非印刷面に貼り付けておき、ＦＲＩＤのリーダーによって情報識別素子から認識される情報に基づいて、立体造形および着色が行われる態様が考えられる。この態様によれば、情報識別素子を用いた情報の管理によって、作業ミスの低減が可能となり、立体造形物の形成および着色後の商品の識別ならびに管理が容易となる。
【０１６７】
具体的には、例えば、一度に複数の端末カバーが並べられ、３Ｄデータおよび断面データに基づいて、異なった立体造形物の形成および着色が行われる場合に、以下のステップａ〜ｅが順次に行われる態様が考えられる。
【０１６８】
［ステップａ］各端末カバーに立体の造形および着色に応じた情報識別素子が貼付される。
【０１６９】
［ステップｂ］立体の造形および着色を行う立体造形装置に複数の携帯カバーが並べられた状態で固定される。このとき、携帯カバーの固定方法としては、例えば、治具および真空吸着等を用いた機械的な固定等が考えられる。
【０１７０】
［ステップｃ］リーダーを介して制御部１０によって、各端末カバーに貼付された情報識別素子から情報が認識されることで、立体造形物の３Ｄデータおよび断面データならびに色彩データが取得され、カメラやレーザースキャナ等によって、造形および着色の対象となる２次元領域および３次元領域が認識される。
【０１７１】
［ステップｄ］ステップｃで得られた情報から、造形用材料が積層される領域の情報、積層体の端部が成形される領域、積層体のうちの着色が行われる領域が算出され、造形および着色に係るデータが準備される。
【０１７２】
［ステップｅ］ステップｄで準備されたデータに基づいて、複数の携帯カバーが、一体の造形および着色の対象物として造形および着色が施されることで、造形および着色を行うためのヘッドの無駄な移動量が低減され、作業時間の短縮が図られ得る。
【０１７３】
また、上記一実施形態では、立体造形物３Ｄ１を成す複数の層のうちの一部の層に対応する積層体ＬＰ１について、成形部１２によって端部Ｔ１が成形されたが、これに限られない。例えば、立体造形物３Ｄ１を成す全ての層に対応する積層体ＬＰ１について、成形部１２によって端部Ｔ１が成形する態様が採用されても良い。具体的には、常温硬化タイプの造形用材料が採用される場合には、立体造形物３Ｄ１に対応する積層体ＬＰ１が形成された後に成形部１２によって端部Ｔ１が成形される態様が採用され得る。但し、立体造形物３Ｄ１を成す複数の層のうちの一部の層に対応する積層体ＬＰ１毎に端部Ｔ１が成形される態様が採用されれば、積層体ＬＰ１の高さ方向の凹凸に応じた成形部１２の制御が容易となり得る。
【０１７４】
また、上記一実施形態では、テーブル部２０，２０Ａの保持部２１，２１Ａが上下方向に移動することで、テーブル部２０，２０Ａとヘッド部３０との距離が調整されたが、これに限られない。例えば、テーブル部２０，２０Ａが固定され、ヘッド部３０が上下方向に移動しても良いし、テーブル部２０，２０Ａとヘッド部３０の双方が上下方向に移動しても良い。
【０１７５】
また、上記一実施形態では、ヘッド部３０が、保持部２１の上方において２次元的に走査されたが、これに限られない。例えば、立体造形物３Ｄ１の幅が小さいか、あるいはヘッド部３０において幅広く供給部１１、成形部１２、硬化部１３および色付与部１４が設けられている場合には、ヘッド部３０が一方向にのみ走査される態様（一次元走査とも言う）が採用されても良い。
【０１７６】
また、上記一実施形態に係る立体造形システム１００および上記一変形例に係る立体造形システム１００Ａでは、造形用材料が硬化されることで、上方に行くに従って狭まっている形状（例えば、上に凸のテーパー状）を有する立体造形物が形成された。しかしながら、これに限られない。例えば、造形用材料が、立体造形物を構成するための第１造形用材料（モデル材とも言う）と、立体造形物の形成後に除去が可能な第２造形用材料（サポート材とも言う）とを含んでいても良い。この場合、モデル材の積層によって形成された積層体のうちの下方に行くに従って狭まっている形状（例えば、下に凸の逆テーパー状）の部分が、サポート材による下方から支持によって形成され得る。なお、サポート材は、例えば、立体造形物の形成後であって着色後に除去されるものであっても良い。
【０１７７】
このような構成では、例えば、サポート材の積層によって該サポート材の積層体が形成され、該積層体の端部が成形された後に、サポート材で構成される積層体の間隙にモデル材が供給されることで、立体造形物が形成される態様が考えられる。このような態様が採用されても、逆テーパー状の部分を有する立体造形物の良好な寸法精度および表面品質と製造速度の向上とが両立し得る。
【０１７８】
ここで、サポート材としては、例えば、水膨潤ゲル、ワックス、熱可塑性樹脂、水溶性材料、溶解性材料等の除去可能な材料が採用され得る。サポート材を除去する手法としては、例えば、水溶、加熱、化学反応、水圧洗浄等の動力洗浄および電磁波の照射等による溶解、あるいは熱膨張の差を利用した分離等の手法が採用され得る。
【０１７９】
図２５は、他の一変形例に係る立体造形システム１００Ｂの概略的な構成を模式的に示す図である。立体造形システム１００Ｂは、上記一変形例に係る立体造形システム１００Ａがベースとされて、立体造形装置２が立体造形装置２Ｂに変更されたものである。立体造形装置２Ｂは、上記一変形例に係るヘッド部３０が、ヘッド部３０Ｂに変更されたものであり、該ヘッド部３０Ｂは、上記ヘッド部３０のうちの供給部１１が、第１供給部１１ａと第２供給部１１ｂとを有する供給部１１Ｂに変更されたものである。第１供給部１１ａは、モデル材を供給する。第２供給部１１ｂは、サポート材を供給する。
【０１８０】
図２６から図３５は、立体造形システム１００Ｂによって逆テーパー状の部分を含む立体造形物が形成される工程を模式的に示す図である。
【０１８１】
まず、図２６で示されるように、第２供給部１１ｂによって、サポート材が供給されることで該サポート材によって形成される層Ｌｓ１〜Ｌｓ３が１層以上積層される。このとき、サポート材によって形成される層が２層以上順次に積層されても良い。
【０１８２】
次に、図２７で示されるように、成形部１２によって、第２供給部１１ｂによって積層されたサポート材の複数の層によって構成される積層体ＬＰｓ１の端部Ｔｓ１における段差部ＳＰｓ１が、端部Ｔｓ１に接触されることなく成形される。ここでは、例えば、上記第１〜３成型方法が採用され得る。例えば、図２６および図２７には、段差部ＳＰｓ１の凸部Ｐａ１が崩されて、該端部Ｔｓ１が、層Ｌｓ１〜Ｌｓ３の斜面部Ｓｓ１〜Ｓｓ３で構成される成形後の斜面部Ｓｓ０となる様子が例示されている。
【０１８３】
次に、図２８で示されるように、サポート材で構成される積層体ＬＰｓ１のうちの該積層体ＬＰｓ１の間隙Ｒｓ０に面した表面上であって、立体造形物の表面が形成される領域のうちの着色が必要な選択的な領域に、着色用材料が色付与部１４によって付与されることで、着色層ＣＬ１が形成される。
【０１８４】
次に、図２９で示されるように、立体造形物の表面において着色層ＣＬ１の発色が良好となるように、着色層ＣＬ１上に白色インクが塗布されて、白色層ＷＬ１が形成される。白色インクは、例えば、色付与部１４によって形成され得る。つまり、色付与部１４が、該付与部１４による着色の後のタイミングにおいて、積層体ＬＰｓ１上のうちの着色の対象となる領域に白色層ＷＬ１が形成される。
【０１８５】
次に、図３０で示されるように、積層体ＬＰｓ１の間隙Ｒｓ０を埋めるように、第１供給部１１ａによってモデル材が供給されることで、モデル材の層Ｌ０３，Ｌ０２，Ｌ０１が順次に積層された積層体ＬＰ０が形成される。
【０１８６】
次に、図３１で示されるように、モデル材の層Ｌ０１の上に、第１供給部１１ａによってモデル材が供給されることで、モデル材の層Ｌ０１の上にモデル材の層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が積層された積層体ＬＰ１が形成される。
【０１８７】
次に、図３２で示されるように、成形部１２によって、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１が成形される。ここでは、上記第１〜３成形方法が採用され得る。
【０１８８】
次に、図３３で示されるように、積層体ＬＰ１の表面上に白インクが塗布されて、白色層ＷＬ１が形成される。白色インクは、例えば、色付与部１４によって形成され得る。つまり、色付与部１４が、該付与部１４による着色の前のタイミングにおいて、積層体ＬＰ１上のうちの着色の対象となる領域に白色層ＷＬ１が形成される。
【０１８９】
次に、図３４で示されるように、積層体ＬＰ１上に形成された白色層ＷＬ１上に、着色用材料が色付与部１４によって付与されることで、着色層ＣＬ１が形成される。
【０１９０】
そして、図３５で示されるように、サポート材からなる積層体ＬＰｓ１が除去されることで、色付きの立体造形物３Ｄ１ｓの形成が完了される。これにより、逆テーパー状の部分まで滑らかな表面が形成され、さらに良好な着色が実現され得る。
【０１９１】
なお、ここでは、色付与部１４によって、該色付与部１４による着色の前および後の両方のタイミングにおいて、積層体ＬＰｓ１，ＬＰ１上のうちの着色の対象となる領域に白色層ＷＬ１が形成されたが、これに限られない。上記一実施形態のように、着色の前のタイミングにおいて、白色層ＷＬ１が形成されても良いし、逆テーパー状の部分のみに白色層ＷＬ１が形成される場合には、着色の後のタイミングにおいて白色層ＷＬ１が形成されても良い。すなわち、色付与部１４によって、該色付与部１４による着色の前および後の少なくとも一方のタイミングにおいて、積層体ＬＰｓ１，ＬＰ１上のうちの着色の対象となる領域に白色層ＷＬ１が形成されても良い。これにより、彩度、明度、コントラスト等と言った色品質の高い着色領域が形成され得る。
【０１９２】
また、上記一実施形態および各種変形例では、積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の成形方法として、該端部Ｔ１に形成される段差部ＳＰ１の凸部Ｐｐ１を減少または消滅させる成形方法、ならびに該段差部ＳＰ１の凹部Ｄ１を埋める成形方法が採用されたが、これに限られない。端部Ｔ１の成形方法として、例えば、成形部１２によって、端部Ｔ１が成形された後に、該端部Ｔ１に凹凸加工が施されても良い。これにより、端部Ｔ１が適宜変形され、成形後の端面Ｔ１における表面品質が調整され得る。ここで、凹凸加工は、凸部Ｐｐ１の減少または消滅あるいは凹部Ｄ１の埋没等によって形成された領域に、さらに凹部および凸部の少なくとも一方が形成される加工である。そして、凹凸加工としては、例えば、平滑な面に複数の凹部を規則的または不規則的に設ける加工、あるいは平滑面に革の表面のような模様を設ける加工等が採用され得る。
【０１９３】
ここで、凹凸加工を実現するための方法について具体例を挙げて説明する。ここでは、気体の吹き付けとレーザー光の照射との組み合わせによって凹凸加工が実現される例を挙げて説明する。なお、例えば、積層体ＬＰ１を構成する造形用材料の融点が低い場合には、レーザー光の照射のみでも凹凸加工が実現され得る。
【０１９４】
図３６および図３７は、一変形例に係る積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の成形方法を説明するための図である。図３６で示されるように、レーザーＬｚ０から発せられるレーザー光が、素子Ｍｒ０によって積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の所望の領域に対して照射される。ここで、レーザーＬｚ０としては、例えば、赤外線のレーザー光を発するものが挙げられる。また、素子Ｍｒ０としては、例えば、ＤＭＤ、ＧＬＶ、結晶光学素子、ガルバノミラーおよびポリゴンミラー等が挙げられる。そして、このとき、所望の領域に、気体供給部Ａｉ０のスリット状の開口から吐出される気体が吹き付けられる。これにより、一旦、端部Ｔ１の凸部Ｐｐ１が崩されて、図３７で示されるように、層Ｌ１の斜面部Ｓｆ１、層Ｌ２の斜面部Ｓｆ２、および層Ｌ３の斜面部Ｓｆ３で構成される成形後の斜面部Ｓｆ０が形成される。ここで、吹き付けられる気体は、エアナイフ状の形態を有する。また、ここでは、端部Ｔ１の所望の領域にレーザー光が照射される時間あるいはレーザー光の強度が調整されることで、凸部Ｐｐ１が崩される量が調整され得る。その後、図３７で示されるように、図３６と同様な構成を有する装置によって、斜面部Ｓｆ０の所望の領域にレーザー光が照射されつつ、気体が吹き付けられることで、例えば、規則的あるいは不規則的に配された複数の穴部が形成される。
【０１９５】
図３８は、他の一変形例に係る積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の成形方法を説明するための図である。ここでは、端部Ｔ１の凸部Ｐｐ１が崩される成形と、さらなる端部Ｔ１の変形とが略同時に行われる形態について説明する。図３８で示されるように、レーザーＬｚ０から発せられるレーザー光が、インテグレーターＩｇ０によって、進行方向に垂直な断面がある程度の面積を有する平行光であるレーザー光（面レーザー光とも言う）に変換され、素子部Ｄｍ０によって積層体ＬＰ１の端部Ｔ１の所望の領域に対して照射される。また、該所望の領域に、気体供給部Ａｉ０のスリット状の開口から吐出される気体が吹き付けられる。このとき、素子部Ｄｍ０の第１領域Ｄｍ１によってレーザー光が端部Ｔ１の所望の領域に照射されることで、端部Ｔ１の凸部Ｐｐ１が崩された直後に、素子部Ｄｍ０の第２領域Ｄｍ２によってレーザー光が端部Ｔ１の所望の領域に照射されることで、例えば、規則的あるいは不規則的に配された複数の穴部が形成される。なお、素子部Ｄｍ０としては、ＤＭＤ等と言った２次元に複数の素子が配列されたもの、および２以上のガルバノミラーで構成されたもの等が採用され得る。
【０１９６】
また、上記一実施形態では、単に造形用材料が積層されたが、これに限られない。例えば、造形用材料が積層される際に、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケルおよび鉄等の金属を適宜含むような電磁波等に影響する材料の適切なパターンが、携帯通信端末機器のカバーの表面の最適化された領域に形成されても良い。これにより、携帯通信端末機器の装飾的な機能を有する部分の存在によって、電波を受け易くなる機能、あるいは電磁波の影響を抑制する機能を実現することが可能である。その結果、例えば、通信の安定性、あるいは医療機関の設備内等での使用の許容性等と言った各種性能が付与され得るため、携帯通信端末機器のカバーの価値が向上し得る。
【０１９７】
また、上記一実施形態では、造形用材料として、例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が単純に採用されたが、これに限られない。例えば、硬化後の硬度に係る成分の比率が異なる複数種類の造形用材料が採用されても良い。具体的には、例えば、供給部１１に、造形用材料の硬化後の硬度に係る該造形用材料の成分の比率を変更する部分（変更部とも言う）が更に含まれていれば、供給部１１から複数種類の造形用材料の供給が可能となる。変更部では、例えば、複数種類の組成の材料を供給して混合することで造形用材料の成分の比率が変更され得る。このような構成が採用されれば、例えば、造形用材料の積層時または半硬化状態での積層後における選択的な領域において、例えば、単位面積あたりの硬化剤の量を網点のように変化させることで硬化剤を含む造形用材料の成分比率が変更され得る。このため、硬化後の硬度が異なる複数の材料が別々の供給部から供給されずとも、部分的に固さが異なる造形物が作成され得る。これにより、多数種類の材料および多数の供給部が準備されなくとも、硬度が異なる立体造形物が実現され得る。
【０１９８】
また、上記一実施形態では、造形用材料として、例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が採用されたが、これに限られない。例えば、立体造形物のうち、大まかな部分が熱可塑性樹脂によって形成され、細かい部分が紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等で形成される態様も考えられる。なお、このとき、熱可塑性樹脂で形成される大まかな部分の段差部が紫外線硬化性の白色インク等で埋められる態様が採用され得る。この場合、例えば、材料コストが低い熱可塑性樹脂の使用により、立体造形物の製造コストが低減され得る。
【０１９９】
また、上記一実施形態および各種変形例において、例えば、ヘッド部３０，３０Ａが、該ヘッド部３０，３０Ａと分離された別の駆動部によってワイヤーやベルト等を介して駆動されても良い。
【０２００】
なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０２０１】
１  データ作成装置
２，２Ａ  立体造形装置
３Ｄ１  立体造形物
１０  制御部
１１  供給部
１２  成形部
１２ｈ  熱付与部
１２ｎ  気体供給部
１２ｓ  音波照射部
１２ｚ  充填用材料供給部
１３  硬化部
１４  色付与部
１４ｓ  遮光板
２０，２０Ａ  テーブル部
２１，２１Ａ  保持部
３０，３０Ａ  ヘッド部
３０Ｂｄ  ヘッド本体部
４０  センサー部
１００，１００Ａ  立体造形システム
Ａｒ１  選択的領域
Ｂ１  充填用材料
ＢＭ１  基材
Ｃ１００  浄化部
Ｄ１  凹部
ＦＬ１  予備硬化対象部
Ｈ１〜Ｈ４  貫通孔
Ｌ１〜Ｌ３  層
ＬＰ１  積層体
ＬＲ１，ＬＲ２  造形対象領域
Ｎ１〜Ｎ５  気体供給管
Ｐｐ１  凸部
ＳＰ１  段差部
Ｔ１  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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【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】
0006397293.tif 000012
【図１２】
0006397293.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0006397293.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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