(57)【要約】【課題】光硬化性組成物を用いるインクジェット方式のプリンタであって、部位によって硬度が異なる記録物を簡便に作製することができるプリンタを提供すること。【解決手段】本発明により、光重合性モノマーを含む第１液状組成物が貯留される第１供給源１１と、着色剤を含む第２液状組成物が貯留される第２供給源１２と、上記第１液状組成物を吐出する第１液状組成物用の吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓと、上記第２液状組成物を吐出する第２液状組成物用の吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂと、上記第１液状組成物および上記第２液状組成物を直接または間接的に保持する保持体５０と、保持体５０上に光を照射する光源４０とを備え、上記第１液状組成物と上記第２液状組成物とが保持体５０上に着弾され、上記第１液状組成物と上記第２液状組成物とが混合された混合物に対して光源４０から光を照射することによって、上記混合物を硬化させるように構成されているプリンタが提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光重合性モノマーを含む第１液状組成物が貯留される第１供給源と、
着色剤を含む第２液状組成物が貯留される第２供給源と、
前記第１供給源に連通し、前記第１液状組成物を吐出する１または２以上の第１液状組成物用の吐出ヘッドと、
前記第２供給源に連通し、前記第２液状組成物を吐出する１または２以上の第２液状組成物用の吐出ヘッドと、
前記第１液状組成物用の吐出ヘッドおよび前記第２液状組成物用の吐出ヘッドの下方に配置され、前記第１液状組成物用の吐出ヘッドおよび前記第２液状組成物用の吐出ヘッドから吐出された前記第１液状組成物および前記第２液状組成物を直接または間接的に保持する保持体と、
前記保持体上に光を照射する光源と、
を備え、
前記第１供給源は、第１供給タンクと、第２供給タンクとを有し、
前記第１供給タンクおよび前記第２供給タンクには、相互に前記光重合性モノマーの種類および含有割合のうちの少なくとも一方が異なる液状組成物が貯留されており、
前記第１液状組成物と前記第２液状組成物とが前記保持体上に着弾され、前記第１液状組成物と前記第２液状組成物とが混合された混合物に対して前記光源から光を照射することによって、前記混合物を硬化させるように構成されている、インクジェット方式のプリンタ。
【請求項２】
前記第１液状組成物用の吐出ヘッドと前記第２液状組成物用の吐出ヘッドと前記光源とに接続された制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記第１供給タンクに貯留される液状組成物と、前記第２液状組成物とを前記保持体上に着弾させ、前記第１供給タンクに貯留される液状組成物と、前記第２液状組成物とが混合された第１混合物に対して前記光源から光を照射することによって、前記第１混合物を硬化させるように構成されている第１制御部と、
前記第２供給タンクに貯留される液状組成物と、前記第２液状組成物とを前記保持体上に着弾させ、前記第２供給タンクに貯留される液状組成物と、前記第２液状組成物とが混合された第２混合物に対して前記光源から光を照射することによって、前記第２混合物を硬化させるように構成されている第２制御部と、
を備える、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記第１供給タンクに貯留される液状組成物全体に占める前記光重合性モノマーの割合と、前記第２供給タンクに貯留される液状組成物全体に占める前記光重合性モノマーの割合とが、いずれも６０重量％以上である、請求項１または２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記第１供給タンクに貯留される液状組成物に含まれる前記光重合性モノマー全体を１００重量％としたときに、単官能の光重合性モノマーの占める割合が６０重量％以下であり、
前記第２供給タンクに貯留される液状組成物に含まれる前記光重合性モノマー全体を１００重量％としたときに、前記単官能の光重合性モノマーの占める割合が７０重量％以上である、請求項３に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記第１供給源に貯留される前記第１液状組成物全体に占める着色剤の割合が、１重量％未満である、請求項１から４のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記第２供給源に貯留される前記第２液状組成物全体に占める光重合性モノマーの割合が、１重量％未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項７】
前記第１液状組成物用の吐出ヘッドは、第１吐出ヘッドと、第２吐出ヘッドと、を有し、
前記第１吐出ヘッドは前記第１供給タンクに連通し、前記第２吐出ヘッドは前記第２供給タンクに連通するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項８】
前記第２供給源は、相互に前記着色剤の種類および含有割合のうちの少なくとも一方が異なる液状組成物が貯留されている２つ以上の供給タンクを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項９】
前記光源は紫外線を照射する紫外線ランプであり、前記混合物は紫外線硬化性を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１０】
ガイドレールと前記ガイドレールに摺動自在に係合されているキャリッジとを備え、
前記第１液状組成物用の吐出ヘッドと前記第２液状組成物用の吐出ヘッドと前記光源とは、前記キャリッジに搭載されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１１】
前記保持体は、前記第１液状組成物用の吐出ヘッドおよび前記第２液状組成物用の吐出ヘッドの下方において昇降自在に設けられている造形ステージであり、
前記造形ステージ上に前記混合物を硬化させた硬化物が順次積層されてなる３次元の立体造形物を造形するように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１２】
前記保持体は、記録媒体を支持するプラテンであり、
前記記録媒体上に前記混合物を硬化させた硬化物が固着され、所望の画像を印刷するように構成されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１３】
インクジェット方式のプリンタに用いられる光硬化性組成物の調製用キットであって、
光重合性モノマーを含む第１液状組成物と、
着色剤を含む第２液状組成物と、を備え、
前記第１液状組成物と前記第２液状組成物とが混合された混合物に光を照射することにより、前記混合物が硬化するように構成されている、光硬化性組成物の調製用キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化性組成物を用いたインクジェット方式のプリンタとこれに用いる光硬化性組成物の調製用キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２次元の画像を印刷したり３次元の立体造形物を造形したりするためのインクジェット方式のプリンタが知られている。インクジェット方式のプリンタのなかには、例えば光重合性モノマーを含んだ光硬化性組成物を使用するものがある。この種のプリンタでは、吐出ヘッドのノズルから光硬化性組成物を吐出して、これを光硬化させることにより、２次元の画像を印刷したり３次元の立体造形物を造形したりする（以下、「２次元の画像」と「３次元の立体造形物」とを纏めて「記録物」と総称することがある。）。
【０００３】
光硬化性組成物を使用するプリンタでは、例えば、使用する光重合性モノマーの種類や含有割合によって記録物の硬さや軟らかさ（硬度）を調整することができる。一般には、１分子中に含まれる官能基の数が少ない光重合性モノマー（例えば単官能モノマー）を多く用いる場合ほど、硬化後の架橋密度が低くなり、記録物は軟らかく伸縮性に富んだものに仕上がる。逆に、官能基の数が多い光重合性モノマー（例えば２官能モノマーや３官能モノマー）を多く用いる場合ほど、硬化後の架橋密度が高くなり、記録物は硬く硬度の高いものに仕上がる。
【０００４】
従来、硬度の異なる記録物を作製する場合には、含有される光重合性モノマーの種類や比率が相互に異なるカートリッジを複数用意して、目的に応じてカートリッジを交換するようにしていた。しかし、カラーのプリンタでは、色の数に応じて、用意するカートリッジの数がネズミ算式に増えていく。例えば、色のバリエーションが４色で、硬度のバリエーションが３パターンとすると、３×４＝計１２種類の光硬化性組成物を用意する必要がある。そのため、多種のカートリッジを用意したり使用目的に応じてカートリッジを交換したりする手間が、ユーザーの負担となっていた。
【０００５】
これに関連する技術として、光硬化性組成物を使用するものではないが、特許文献１には、染料を含んだインクと、染料を含まない複数のクリアインクとを備え、組成の異なるインクをプリンタ内で混合、調製することにより、ユーザーが使用目的に合わせてインク組成を変更できるようにしたインクジェットプリンタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２７０４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のインクジェットプリンタは、組成の異なるインクをプリンタ内で混合し、調製する構成のため、１液滴ごとにインクの組成を変更することができない。そのため、特許文献１のインクジェットプリンタでは、印刷物の色合いを詳細に制御することができず、例えばグラデーションなどの繊細な表現が困難である。また、たとえ特許文献１の技術思想を、光硬化性組成を用いるインクジェット方式のプリンタに流用したとしても、インクジェット方式の利点を十分に生かすことはできず、例えば部位によって硬度が異なる記録物などは、精度よく（高解像度で）作製することができない。加えて、特許文献１のインクジェットプリンタでは、インクの混合パターンを変えるたびに、インクを混合した箇所から吐出ヘッドのノズルまでの流路に残っているインクを都度排出する必要がある。そのため、作業が煩雑で、ユーザーにとっては使い勝手が悪かった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光硬化性組成物を用いるインクジェット方式のプリンタであって、部位によって硬度が異なる記録物を簡便に作製することができるインクジェット方式のプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るインクジェット方式のプリンタは、光重合性モノマーを含む第１液状組成物が貯留される第１供給源と、着色剤を含む第２液状組成物が貯留される第２供給源と、上記第１供給源に連通し、上記第１液状組成物を吐出する１または２以上の第１液状組成物用の吐出ヘッドと、上記第２供給源に連通し、上記第２液状組成物を吐出する１または２以上の第２液状組成物用の吐出ヘッドと、上記第１液状組成物用の吐出ヘッドおよび上記第２液状組成物用の吐出ヘッドの下方に配置され、上記第１液状組成物用の吐出ヘッドおよび上記第２液状組成物用の吐出ヘッドから吐出された上記第１液状組成物および上記第２液状組成物を直接または間接的に保持する保持体と、上記保持体上に光を照射する光源と、を備える。上記第１供給源は、第１供給タンクと、第２供給タンクとを有する。上記第１供給タンクおよび上記第２供給タンクには、相互に上記光重合性モノマーの種類および含有割合のうちの少なくとも一方が異なる液状組成物が貯留されている。上記プリンタは、上記第１液状組成物と上記第２液状組成物とが上記保持体上に着弾され、上記第１液状組成物と上記第２液状組成物とが混合された混合物に対して上記光源から光を照射することによって、上記混合物を硬化させるように構成されている。
【００１０】
上記インクジェット方式のプリンタは、記録物の硬度を調整する第１供給源と、記録物の色を調整する第２供給源とを別々に備えており、これら２種類の供給源から別々に液状組成物を吐出し、保持体上で混合させて、光硬化性組成物を調製する。そして、この光硬化性組成物を光硬化させることによって、部位によって硬度が異なる記録物を得るようにしている。言い換えれば、上記インクジェット方式のプリンタでは、供給源から吐出ヘッドまでの液状組成物の流路が２種類の液状組成物毎に分かれており、プリンタの内部で２種類の液状組成物が混ざり合うことが無い。このため、光硬化性組成物の硬度を１液滴ごとに柔軟に変更することができる。したがって、上記インクジェット方式のプリンタでは、硬度が一定の記録物のみならず、部位によって硬度が異なる記録物をも簡便に、かつ精度よく作製することができる。また、上記インクジェット方式のプリンタでは、先に吐出した液状組成物で流路が汚染されることがないため、混合パターンを変えるたびに装置内に残っている液状組成物を排出する必要が無い。このため、ユーザーの利便性を向上すると共に、インクの無駄を低減することができる。さらには、液状組成物に増粘などの性状変化が生じることを抑制して、吐出不良を抑制することもできる。
【００１１】
また、本発明の他の側面として、インクジェット方式のプリンタに用いられる光硬化性組成物の調製用キットが提供される。この調製用キットは、光重合性モノマーを含む第１液状組成物と、着色剤を含む第２液状組成物とを備え、上記第１液状組成物と上記第２液状組成物とが混合された混合物に光を照射することにより、上記混合物が硬化するように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインクジェット方式のプリンタによれば、部位によって硬度が異なる記録物を簡便に作製することができ、従来に比べてユーザーの利便性を高めることができる。また、高品質な（高解像度な）記録物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元造形装置の斜視図である。
【図２】吐出ヘッドの配置を説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図４】上記インクジェットプリンタの主要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明に係る３次元造形装置およびこれに用いる光硬化性組成物の調製用キットについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る３次元造形装置１０の斜視図である。なお、図面中の符号Ｘは、Ｘ軸を示し、左右方向を表す。図面中の符号Ｙは、Ｙ軸を示し、前後方向を表す。図面中の符号Ｚは、Ｚ軸を示し、上下方向を表す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、３次元造形装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。
【００１６】
３次元造形装置１０は、インクジェット方式によって３次元の立体造形物をカラーで作製する装置である。３次元造形装置１０は、得んとする立体造形物を所定の厚みでスライスした断面のデータに基づいて硬化性組成物を光硬化させ、立体造形物の断面形状を造形する。この作業を繰り返して断面形状を順次積み上げることによって、３次元の立体造形物（記録物）を造形する。なお、本明細書において「断面形状」とは、立体造形物を所定の方向に所定の厚み（例えば０．１ｍｍ。厚みは一定でなくてもよい。）でスライスしたときの断面の形状をいう。
【００１７】
３次元造形装置１０は、ケーシング２０と、ケーシング２０内に配置された第１のガイドレール２１とを備えている。第１のガイドレール２１は左右方向に延び、ケーシング２０の右側壁２０Ａと左側壁２０Ｂとに固定されている。第１のガイドレール２１には、キャリッジ２２が係合されている。キャリッジ２２は、図示しないキャリッジ移動機構により、第１のガイドレール２１に沿って主走査方向Ｙ（図１の左右方向）に摺動自在に構成されている。キャリッジ２２は、キャリッジ移動機構の図示しないモータに連結されており、モータの駆動力を受けて主走査方向Ｙに移動する。キャリッジ２２は、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂと、紫外線ランプ４０とを備えている。
【００１８】
３次元造形装置１０は、モノマー供給源１１と、着色剤供給源１２とを備えている。モノマー供給源１１は、立体造形物の硬度を調整するためのものである。モノマー供給源１１には、光重合性モノマーを含んだ硬度調整用の液状組成物が貯留される。着色剤供給源１２は、立体造形物の色合いを調整するためのものである。着色剤供給源１２には、着色剤を含んだ色調整用の液状組成物が貯留される。
【００１９】
本実施形態では、モノマー供給源１１が、３つのカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓを有している。３つのカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓは、ケーシング２０の上面２０Ｃにそれぞれ着脱自在に装着されている。カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓには、相互に硬度の異なる立体造形物を造形可能なように調製された液状組成物が貯留されている。言い換えれば、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓには、光重合性モノマーの種類および／または含有割合が相互に異なる液状組成物が貯留されている。
【００２０】
カートリッジ１１Ｈは、相対的に硬質の立体造形物を造形可能なように調製されている硬質用のものである。カートリッジ１１Ｈには、相対的に多官能モノマーを多く含んだ液状組成物が貯留されている。カートリッジ１１Ｓは、相対的に軟質の立体造形物を造形可能なように調製されている軟質用のものである。カートリッジ１１Ｓには、相対的に単官能モノマーを多く含んだ液状組成物が貯留されている。カートリッジ１１Ｎには、カートリッジ１１Ｈとカートリッジ１１Ｓとの間の、標準的な硬度の立体造形物を造形可能なように調製されている液状組成物である。なお、硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）については、後に具体例を示して詳細に説明する。また、本実施形態ではモノマー供給源１１が３つのカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓを有しているが、これには限定されない。モノマー供給源１１は、２つ以上のカートリッジを有していればよく、例えば２〜５つのカートリッジを有していてもよい。
【００２１】
本実施形態では、着色剤供給源１２が、シアンカートリッジ１２Ｃと、マゼンタカートリッジ１２Ｍと、イエローカートリッジ１２Ｙと、ブラックカートリッジ１２Ｂとの４種類のカートリッジを有している。４つのカートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂは、ケーシング２０の上面２０Ｃにそれぞれ着脱自在に装着されている。カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂには、相互に色の異なる立体造形物を造形可能なように調製された液状組成物が貯留されている。言い換えれば、カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂには、着色剤の種類および／または含有割合が相互に異なる液状組成物が貯留されている。典型的には、カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂには、相互に色の異なる液状組成物が貯留されている。
【００２２】
この態様では、カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂの液状組成物が、それぞれ着色剤に加えて重合開始剤を含んでいる。なお、色調整用の液状組成物（第２液状組成物）については、後に具体例を示して詳細に説明する。また、本実施形態では着色剤供給源１２が４つのカートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂを有しているが、これには限定されない。着色剤供給源１２は、１つのカートリッジでもよく、２つ以上、例えば２〜５つのカートリッジを有していてもよい。
【００２３】
３次元造形装置１０は、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂ毎に、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂを備えている。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂは、液体供給路２３によって、対応するカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂと、それぞれ連通されている。液体供給路２３は、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂから吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂへ、それぞれ液状組成物を供給する流路である。
【００２４】
吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂはキャリッジ２２に搭載され、主走査方向Ｙに移動しながら造形ステージ５０上に液状組成物を吐出する。一方、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂはキャリッジ２２に搭載されておらず、主走査方向Ｙには移動しない。そのため、キャリッジ２２が移動した場合に液体供給路２３が破損しないように、液体供給路２３の一部は左右方向に延びた状態で配置されている。液体供給路２３は、例えば可撓性を有するチューブである。
【００２５】
３次元造形装置１０は、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂと同数の吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂを備えている。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂは、モノマー供給源１１に連通する吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓと、着色剤供給源１２に連通する吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂとに大別される。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓは、造形ステージ５０に向かって硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）を吐出する。吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂは、造形ステージ５０に向かって色調整用の液状組成物（第２液状組成物）を吐出する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの配置を説明するための説明図である。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの配置は特に限定されないが、ここでは、主走査方向Ｙにおいて、吐出ヘッド３０Ｈ、吐出ヘッド３０Ｎ、吐出ヘッド３０Ｓ、吐出ヘッド３０Ｃ、吐出ヘッド３０Ｍ、吐出ヘッド３０Ｙ、吐出ヘッド３０Ｂの順に並んでいる。吐出ヘッド３０Ｈは硬質用のカートリッジ１１Ｈに、吐出ヘッド３０Ｎは標準硬度用のカートリッジ１１Ｎに、吐出ヘッド３０Ｓは軟質用のカートリッジ１１Ｓにそれぞれ連通している。また、吐出ヘッド３０Ｃはシアンカートリッジ１２Ｃに、吐出ヘッド３０Ｍはマゼンタカートリッジ１２Ｍに、吐出ヘッド３０Ｙはイエローカートリッジ１２Ｙに、吐出ヘッド３０Ｂはブラックカートリッジ１２Ｂに、それぞれ連通している。各吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂは、造形ステージ５０と対向する側の面（本実施形態では、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの下面）に、それぞれ、液状組成物を吐出するためのノズル３１を備えている。
【００２７】
各吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの内部には、圧電素子などからなる図示しないアクチュエータが設けられている。このアクチュエータが駆動することにより、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの各ノズル３１から造形ステージ５０に向かって液状組成物が吐出される。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓから吐出された硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）の液滴と、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂから吐出された色調整用の液状組成物（第２液状組成物）の液滴とは、造形ステージ５０上の同じ位置に着弾して、光硬化性組成物を構成する。ここでは、光硬化性組成物が、光重合性モノマーと光重合開始剤と着色剤とを含んだ紫外線硬化性組成物である。
【００２８】
紫外線ランプ４０は、キャリッジ２２に搭載され、主走査方向Ｙに移動しながら造形ステージ５０上に光を照射する。紫外線ランプ４０は、光源の一例である。紫外線ランプ４０は、例えばＬＥＤ方式であってもよいし、蛍光灯方式であってもよい。紫外線ランプ４０は、１つであってもよく、複数であってもよい。紫外線ランプ４０は、キャリッジ２２の壁面に直接的に固定されていてもよく、例えば連結具などの他の部材を介して間接的に固定されていてもよい。また、紫外線ランプ４０は、例えばキャリッジ２２とは別のキャリッジに搭載されていてもよく、あるいは、ケーシング２０の右側壁２０Ａや左側壁２０Ｂなどに設けられていてもよい。
【００２９】
キャリッジ２２の下方、詳しくは、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの下方には、造形ステージ５０が配置されている。造形ステージ５０は、第１液状組成物と第２液状組成物との混合物である光硬化性組成物を保持する部材である。造形ステージ５０は、第１液状組成物と第２液状組成物との混合物（光硬化性組成物）を直接的に保持する保持体の一例である。造形ステージ５０は、ケーシング２０の底面２０Ｄに近い側から、第１部材５１と、第２部材５２とを備えている。
【００３０】
第１部材５１は、副走査方向Ｘに移動自在な部材である。第１部材５１は、ケーシング２０の底面２０Ｄに固定された第２のガイドレール２４に係合されている。第２のガイドレール２４は、前後方向に向かって延びている。第１部材５１は、図示しないステージ移動機構により、第２のガイドレール２４に沿って副走査方向Ｘに摺動自在に構成されている。第１部材５１は、ステージ移動機構の図示しないモータに連結されており、モータの駆動力を受けて副走査方向Ｘに（図１の前後方向に）移動する。これによって、造形ステージ５０が副走査方向Ｘに移動する。
【００３１】
第２部材５２は、キャリッジ２２の下方において、高さ方向Ｚに昇降自在な部材である。第２部材５２は、上下方向に延びた支柱５３によって第１部材５１と連結されている。第２部材５２は、図示しないスライド移動機構により、支柱５３に沿って昇降自在に構成されている。第２部材５２は、スライド移動機構の図示しないスライドモータに連結されており、スライドモータの駆動力を受けて高さ方Ｚ（図１の上下方向）に移動する。
【００３２】
３次元造形装置１０の全体の動作は、制御装置６０によって制御されている。制御装置６０は、第１制御部６１と、第２制御部６２と、第３制御部６３とを備えている。第１制御部６１は、相対的に硬質な硬化層を形成するように、３次元造形装置１０を制御する。第２制御部６２は、標準的な硬度の硬化層を形成するように、３次元造形装置１０を制御する。第３制御部６３は、相対的に軟質な硬化層を形成するように、３次元造形装置１０を制御する。
【００３３】
第１制御部６１は、例えば、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂに接続され、硬質用の紫外線硬化性組成物を調製するように、吐出制御する。第２制御部６２は、例えば、吐出ヘッド３０Ｎ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂに接続され、標準硬度用の紫外線硬化性組成物を調製するように、吐出制御する。第３制御部６３は、例えば、吐出ヘッド３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂに接続され、軟質用の紫外線硬化性組成物を調製するように、吐出制御する。また、第１制御部６１、第２制御部６２、第３制御部６３は、それぞれ、キャリッジ移動機構と、ステージ移動機構と、スライド移動機構とに接続され、液状組成物の吐出位置を制御する。また、第１制御部６１、第２制御部６２、第３制御部６３は、それぞれ、紫外線ランプ４０に接続され、紫外線ランプ４０の起動と停止を制御する。
【００３４】
制御装置６０の構成は特に限定されない。制御装置６０は、典型的にはコンピュータである。制御装置６０は、ホストコンピュータなどの外部機器からの印刷データなどを受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、各種データを格納するメモリなどの記憶装置（記憶媒体）とを備えている。
【００３５】
３次元造形装置１０では、まず、得んとする立体造形物の３次元的な空間データを、制御装置６０に入力する。すると、当該３次元的な空間データを所定の厚さでスライスしたスライスデータが作成される。スライスデータには、位置情報（空間データ）に加えて、色や硬度に関する情報が含まれる。色の情報は、例えばＲＧＢ値で表されるものである。硬度の情報は、引張強度やバネ定数、鉛筆硬度などで表されるものである。
【００３６】
次に、３次元造形装置１０では、制御装置６０がキャリッジ移動機構のモータとステージ移動機構のモータとを駆動する。制御装置６０は、キャリッジ２２を主走査方向Ｙに移動させると共に、造形ステージ５０を副走査方向Ｘに移動させる。制御装置６０は、上記スライスデータに基づいて、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂを駆動する。
【００３７】
吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓの少なくとも１つからは、硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）が吐出される。また、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つからは、色調整用の液状組成物（第２液状組成物）が吐出される。例えば、相対的に硬質な硬化層を形成する場合には、第１制御部６１が吐出ヘッド３０Ｈを駆動して硬質用の液状組成物を吐出すると共に、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つを駆動して色調整用の液状組成物を吐出する。標準的な硬度の硬化層を形成する場合には、第２制御部６２が吐出ヘッド３０Ｎを駆動して標準硬度用の液状組成物を吐出する共に、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つを駆動して色調整用の液状組成物を吐出する。相対的に軟質な硬化層を形成する場合には、第３制御部６３が吐出ヘッド３０Ｓを駆動して、軟質用の液状組成物を吐出する共に、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つを駆動して色調整用の液状組成物を吐出する。
【００３８】
上記吐出された硬度調整用の液状組成物と色調整用の液状組成物とは、造形ステージ５０の最上面（具体的には、第２部材５２の表面）の同じ位置に着弾して、第２部材５２上で十分に混合される。これにより、第２部材５２上で紫外線硬化性組成物が調製される。例えば、吐出ヘッド３０Ｈから吐出された硬質用の液状組成物と、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つから吐出された色調整用の液状組成物とが混合して、硬質用の紫外線硬化性組成物が調製される。また、例えば、吐出ヘッド３０Ｎから吐出された標準硬度用の液状組成物と、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つから吐出された色調整用の液状組成物とが混合して、標準硬度用の紫外線硬化性組成物が調製される。また、例えば、吐出ヘッド３０Ｓから吐出された軟質用の液状組成物と、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つから吐出された色調整用の液状組成物とが混合して、軟質用の紫外線硬化性組成物が調製される。
【００３９】
制御装置６０は、上記調製された紫外線硬化性組成物に紫外線ランプ４０を照射する。これによって、紫外線硬化性組成物が硬化して、硬化層が形成される。液状組成物を吐出してから、紫外線ランプ４０の照射を開始するまでの間の時間は、通常の（所謂、１液タイプの）光硬化性組成物を用いる立体造形装置に比べて、相対的に長めに設定するとよい。これにより、第２部材５２上で紫外線硬化性組成物を調製する構成であっても、均質な硬化層を形成することができる。上記硬化層の形成を繰り返して、１の断面形状が造形されると、制御装置６０が造形ステージ５０のスライド移動機構を駆動する。これにより、造形ステージ５０の第２部材５２が高さ方向Ｚに所定の下降幅で下降する。下降幅は、スライスデータの断面厚さに基づいて予め定められている。このような動作の繰り返しによって、第２部材５２の高さ方向Ｚに断面形状が順次積層され、３次元の立体造形物を造形することができる。
【００４０】
３次元造形装置１０では、１の立体造形物を造形する際に、第１制御部６１のみを用いると全体が硬質な立体造形物を造形することができ、第２制御部６２のみを用いると全体が標準的な硬度の立体造形物を造形することができ、第３制御部６３のみを用いると全体が軟質な立体造形物を造形することができる。また、３次元造形装置１０では、１の立体造形物を造形する際に、第１制御部６１、第２制御部６２、第３制御部６３のなかから２つ以上の制御部を用いることで、色や硬度が部分的に異なる立体造形物を造形することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の３次元造形装置１０は、立体造形物の硬さを調整するモノマー供給源１１と、立体造形物の色を調整する着色剤供給源１２とを別々に備えており、これらの供給源１１、１２に貯留されている液状組成物を、第１液状組成物用の吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの下方において、昇降自在な造形ステージ５０上に別々に吐出する。吐出された２種類の液状組成物は造形ステージ５０上の同位置に着弾して混合する。この混合物を紫外線ランプ４０で硬化させて硬化層を形成し、これを繰り返すことによって、硬化層を順次積層し所望の３次元の立体造形物を造形する。したがって、光硬化性組成物の硬度を１液滴ごとに適宜に変更することができ、インクジェット方式の利点を生かして、硬度が一定の立体造形物のみならず、部位によって硬度が異なる立体造形物をも簡便に、かつ精度よく造形することができる。
【００４２】
本実施形態では、３次元造形装置１０が、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂと、紫外線ランプ４０とに接続された制御装置６０を備える。制御装置６０は、カートリッジ１１Ｈに貯留される硬質用の液状組成物を吐出ヘッド３０Ｈから吐出すると共に、シアンカートリッジ１２Ｃ、マゼンタカートリッジ１２Ｍ、イエローカートリッジ１２Ｙ、ブラックカートリッジ１２Ｂの少なくとも１つに貯留される液状組成物を吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂから吐出し、造形ステージ５０上の同位置に着弾させて硬質用の紫外線硬化性組成物を調製し、この硬質用の紫外線硬化性組成物に紫外線ランプ４０から紫外線を照射することによって、硬質用の紫外線硬化性組成物を硬化させるように構成されている第１制御部６１と、カートリッジ１１Ｎに貯留される標準硬度用の液状組成物を吐出ヘッド３０Ｎから吐出すると共に、シアンカートリッジ１２Ｃ、マゼンタカートリッジ１２Ｍ、イエローカートリッジ１２Ｙ、ブラックカートリッジ１２Ｂの少なくとも１つに貯留される液状組成物を吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂから吐出し、造形ステージ５０上の同位置に着弾させて標準硬度用の紫外線硬化性組成物を調製し、この標準硬度用の紫外線硬化性組成物に紫外線ランプ４０から紫外線を照射することによって、標準硬度用の紫外線硬化性組成物を硬化させるように構成されている第２制御部６２と、カートリッジ１１Ｓに貯留される軟質用の液状組成物を吐出ヘッド３０Ｓから吐出すると共に、シアンカートリッジ１２Ｃ、マゼンタカートリッジ１２Ｍ、イエローカートリッジ１２Ｙ、ブラックカートリッジ１２Ｂの少なくとも１つに貯留される液状組成物を吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂから吐出し、造形ステージ５０上の同位置に着弾させて軟質用の紫外線硬化性組成物を調製し、この軟質用の紫外線硬化性組成物に紫外線ランプ４０から紫外線を照射することによって、軟質用の紫外線硬化性組成物を硬化させるように構成されている第３制御部６３と、を備える。これにより、カートリッジを交換したり液体供給路２３を洗浄したりする手間も無く、部位によって硬度が異なる立体造形物を簡便に造形することができる。
【００４３】
なお、従来のインクジェット方式の３次元造形装置では、部位によって硬度の異なる立体造形物を造形しようとすると、多種な光硬化性組成物を用意する手間があったり、広い設置スペースが必要になったり、ノズルを特別に改変したりする必要があったため、現実的には造形が困難であった。つまり、本実施形態の３次元造形装置１０は、従来の３次元造形装置では成し得なかった立体造形物の造形を可能とした画期的なものであるといえる。
【００４４】
本実施形態において、カートリッジ１１Ｈに貯留される硬質用の液状組成物、カートリッジ１１Ｎに貯留される標準硬度用の液状組成物、および、カートリッジ１１Ｓに貯留される軟質用の液状組成物では、それぞれ、液状組成物全体を１００重量％としたときに、光重合性モノマーの割合が６０重量％以上（例えば７０重量％以上）である。このように光重合性のモノマーの割合を高めることで、少ない液量で効率的に硬化層の硬度を調整することができる。
【００４５】
本実施形態において、カートリッジ１１Ｈに貯留される硬質用の液状組成物では、光重合性モノマー全体を１００重量％としたときに、単官能の光重合性モノマーの割合が６０重量％以下である。また、カートリッジ１１Ｓに貯留される軟質用の液状組成物では、上記光重合性モノマー全体を１００重量％としたときに、単官能の光重合性モノマーの占める割合が７０重量％以上である。一例として、このように単官能モノマーの含有割合を異ならせることで、簡便に硬化層の硬度を調整することができる。
【００４６】
本実施形態において、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓに貯留される硬度調整用の液状組成物では、それぞれ、液状組成物全体を１００重量％としたときに、着色剤の占める割合が１重量％未満である。硬度調整用の液状組成物中の着色剤の含有割合を低減することで、液状組成物の変質を抑制して、液状組成物の安定性や長期保存性を高めることができる。
【００４７】
本実施形態において、カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂに貯留される色調整用の液状組成物では、それぞれ、液状組成物全体を１００重量％としたときに、光重合性モノマーの占める割合が１重量％未満である。色調整用の液状組成物中の光重合性モノマーの含有割合を低減することで、液状組成物の変質を抑制して、液状組成物の安定性や長期保存性を高めることができる。
【００４８】
本実施形態において、３次元造形装置１０は、硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）を吐出するための吐出ヘッドとして、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓを有している。吐出ヘッド３０Ｈは硬質用のカートリッジ１１Ｈに、吐出ヘッド３０Ｎは標準硬度用のカートリッジ１１Ｎに、吐出ヘッド３０Ｓは軟質用のカートリッジ１１Ｓにそれぞれ連通している。各カートリッジに対応した吐出ヘッドをそれぞれ備えることにより、硬度調整用の液状組成物が装置内で混じり合うことがない。そのため、立体造形物の造形精度をより良く高めることができる。
【００４９】
本実施形態において、カートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂには、相互に上記着色剤の種類および含有割合のうちの少なくとも一方が異なる色調整用の液状組成物が貯留されている。これにより、部位によって硬度が異なる立体造形物をカラーで作製することができ、立体造形物の視覚的な自由度を高めることができる。また、本実施形態の３次元造形装置１０では、用意するカートリッジの数を大幅に減らすことができる。例えば、色のバリエーションが４色で、硬度のバリエーションが３パターンとすると、計７種類のカートリッジを用意すれば済む。このため、従来に比べてユーザーの負担を軽減することができ、利便性を格段に向上することができる。
【００５０】
本実施形態では、硬度調整用の液状組成物と色調整用の液状組成物との混合物が紫外線硬化性を有し、光源４０として紫外線を照射する紫外線ランプ４０が使用されている。紫外線ランプ４０は、例えば電子線などに比べて安全性が高い。このため、３次元造形装置１０では、装置の構成を簡素化することができる。このことは、コストの観点からも好ましい。
【００５１】
本実施形態では、３次元造形装置１０が、ガイドレール２１とガイドレール２１に摺動自在に係合されているキャリッジ２２とを備えており、吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂと紫外線ランプ４０とがキャリッジ２２に搭載されている。これにより、３次元造形装置１０では、第１および第２の吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂから液状組成物を吐出して、紫外線ランプ４０でより安定的に硬化させることができる。
【００５２】
３次元造形装置１０は、部位によって色や硬度が異なる立体造形物を簡便に造形することができる。したがって、製造分野における開発段階の試作品の作製などといった従来の用途に加えて、医療分野でも好適に活用することができる。例えば、３次元造形装置１０を用いれば、血管や臓器の色や硬さが忠実に再現された精巧な臓器モデルを造形することができる。これにより、臓器の視覚・触覚による確認が可能となり、例えば手術のシミュレーションや若手医師への指導、患者への説明などに利用することができる。また、３次元造形装置１０を用いれば、様々な事故や病気などによって欠損した身体の一部を補うために人工的に作製される義肢や皮膚などを、従来に比べて安価に、かつ短時間で作製することができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
図３は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ１００の斜視図である。図４は、インクジェットプリンタ１００の主要部を表す正面図である。図３および図４において、符号ＬおよびＲは、それぞれ左および右を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタ１００の設置態様を何ら限定するものではない。
【００５４】
インクジェットプリンタ１００は、記録紙１０５に光硬化性組成物の硬化物を固着させて、２次元の画像（記録物）を印刷するためのものである。記録紙１０５は液状組成物が吐出される対象物（記録媒体）の一例である。なお、記録媒体には、普通紙などの紙類だけでなく、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、PVC）やポリエステルなどの樹脂材料、アルミニウム、鉄、木材などの各種の材料を含むものがある。記録媒体は、異素材を組み合わせた表面を有していてもよい。
【００５５】
記録紙１０５は、図示しない紙送り機構によって、紙送り方向に搬送される。ここでは、紙送り方向は副走査方向Ｘ（図４の前後方向）である。ケーシング２０には、記録紙１０５を支持するプラテン１０４が設けられている。プラテン１０４は、第１液状組成物と第２液状組成物との混合物（光硬化性組成物）を間接的に保持する保持体の一例である。なお、「間接的に保持する」とは、光硬化性組成物を保持する記録紙１０５などを保持することをいう。プラテン１０４には、図示しないグリッドローラが設けられている。グリッドローラの上方には、図示しないピンチローラが設けられている。グリッドローラは、図示しないフィードモータに連結されている。グリッドローラはフィードモータによって駆動され、回転する。グリッドローラとピンチローラとの間に記録紙１０５が挟まれた状態でグリッドローラが回転すると、記録紙１０５は前後方向に搬送される。
【００５６】
本実施形態では、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂが、ケーシング２０の右端にそれぞれ着脱自在に装着されている。なお、その他の構成は上記第１実施形態と同様とすることができるので、詳しい説明は省略する。
【００５７】
インクジェットプリンタ１００では、制御装置６０が紙送り機構のフィードモータを駆動する。これにより、記録紙１０５が搬送され、所定の印刷位置に配置される。制御装置６０は、キャリッジ移動機構を駆動する。制御装置６０は、キャリッジ２２を主走査方向Ｙに移動させながら吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂを駆動する。吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓの少なくとも１つからは、硬度調整用の液状組成物（第１液状組成物）が吐出される。また、吐出ヘッド３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂの少なくとも１つからは、色調整用の液状組成物（第２液状組成物）が吐出される。
【００５８】
吐出された２種類の液状組成物は、記録紙１０５上の同じ位置に着弾して、記録紙１０５上で十分に混合される。これにより、記録紙１０５上で紫外線硬化性組成物が調製される。この紫外線硬化性組成物に紫外線ランプ４０を照射すると、紫外線硬化性組成物が硬化して、硬化物が固着される。１行分の印刷がなされると、制御装置６０が紙送り機構を駆動する。これにより、記録紙１０５が次の行の印刷位置に配置される。このような動作の繰り返しによって、色や硬度が部分的に異なる画像を記録紙１０５上に印刷することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、画像の硬さを調整するモノマー供給源１１と、画像の色を調整する着色剤供給源１２とを別々に備えており、これらの供給源１１、１２に貯留されている液状組成物を記録紙１０５上に別々に吐出する。吐出された２種類の液状組成物は、プラテン１０４に支持されている記録紙１０５上の同位置に着弾して混合する。この混合物を光硬化させ、硬化層を記録紙１０５上に固着させることで、所望の画像を印刷する。したがって、光硬化性組成物の硬度を１液滴ごとに適宜に変更することができ、インクジェット方式の利点を生かして、部位によって硬度が異なる画像を簡便に、かつ精度よく印刷することができる。インクジェットプリンタ１００は、例えば異素材を組み合わせたような表面を有する記録紙１０５に対して印刷を行う場合などに特に有効である。
【００６０】
＜第３実施形態＞
上述したような３次元造形装置１０やインクジェットプリンタ１００などのインクジェット方式のプリンタでは、本実施形態に記載するような光硬化性組成物の調製用キットを用いることができる。かかる調製用キットは、第１液状組成物と第２液状組成物とを備え、第１液状組成物と第２液状組成物とを混合することによって光硬化性組成物を調製するものである。本実施形態の光硬化性組成物の調製用キットによれば、全体が同じ硬度の記録物のみならず、部位によって硬度の異なる記録物をも簡便に作製することができる。
【００６１】
第１液状組成物は、記録物の硬さを調整する成分である。第１液状組成物は、少なくとも光重合性モノマーを含んでいる。光重合性モノマーは、紫外線、電子線などの光エネルギーの照射によって硬化する成分である。光重合性モノマーは、例えば重合開始剤の分解によって生じたラジカルなどの活性種によって重合し、硬化する成分である。光重合性モノマーとしては特に限定されない。光重合性モノマーは、例えば（メタ）アクリロイル基やビニル基などのラジカル重合性基を１つ以上有する化合物であるとよい。光重合性モノマーは、（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。（メタ）アクリレート化合物の具体例として、イソボルニル（メタ）アクリレートやベンジル（メタ）アクリレートなどの単官能（メタ）アクリレート、ヘキサメチレンジ（メタ）アクリレートなどの２官能（メタ）アクリレート、トリメチルイソプロパントリ（メタ）アクリレートなどの３官能（メタ）アクリレートなどが挙げられる。光重合性モノマーは、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリロイル」とは、「メタクリロイル」および「アクリロイル」を包含し、「（メタ）アクリレート」とは、「メタクリレート」および「アクリレート」を包含する用語である。
【００６２】
第１液状組成物全体に占める光重合性モノマーの割合は特に限定されないが、概ね６０重量％以上、典型的には７０重量％以上、例えば８０重量％以上であるとよい。記録物の硬度を部位によって異ならせる目的からは、光重合性モノマーの種類や含有割合が異なる第１液状組成物を、複数種類調整するとよい。例えば硬質用の第１液状組成物では、光重合性モノマー全体に占める単官能の光重合性モノマーを相対的に少なく、例えば６０重量％以下、一例では５０重量％以下とするとよく、光重合性モノマー全体に占める２官能以上の（多官能の）光重合性モノマーを相対的に多く、例えば２０重量％以上、一例では３０重量％以上とするとよい。また、例えば軟質用の第１液状組成物では、光重合性モノマー全体に占める単官能の光重合性モノマーを相対的に多く、例えば７０重量％以上、一例では８０重量％以上とするとよい。
【００６３】
第１液状組成物は、例えば組成物の保存性を高める目的や、吐出ヘッドからの吐出性を良好なものとする目的などで、光重合性モノマー以外の成分を含有することができる。そのような成分の一例として、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、レベリング剤、増粘剤、溶剤などが例示される。これらの成分としては、従来公知のものを１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
好適な一態様では、第１液状組成物が、光重合性モノマーの安定性を低下させるような成分、例えば重合開始剤や光増感剤を実質的に含まない。このことにより、液状組成物の長期保存性を高めることができる。また、好適な他の一態様では、第１液状組成物が着色剤を実質的に含まない。本発明者の検討によれば、光重合性モノマーと着色剤とを同じ組成物に含む場合、これら２成分の相互作用によって着色剤が沈殿し、液状組成物が不均質になることがある。第１液状組成物が実質的に着色剤を含まないことで、上述のような不具合を未然防止して、液状組成物の均質性を高めることができる。なお、本明細書において、「実質的に」とは、液状組成物全体を１００重量％としたときに、概ね１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下であることをいう。
【００６５】
第２液状組成物は、記録物の色を調整する成分である。第２液状組成物は、少なくとも着色剤を含んでいる。着色剤としては特に限定されず、従来公知の顔料や染料などを、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
第２液状組成物は、例えば光重合性モノマーの硬化反応を高める目的や、組成物の保存性を高める目的、吐出ヘッドからの吐出性を良好なものとする目的などで、着色剤以外の成分を含有することができる。そのような成分の一例として、重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、レベリング剤、増粘剤、溶剤などが例示される。重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させて、光重合性モノマーの重合を開始させるように機能する成分である。重合開始剤としては特に限定されず、従来公知のものを１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。光増感剤は、上記発生したラジカルを増幅させて、光重合性モノマーの重合反応を促進させるように機能する成分である。光増感剤としては特に限定されず、従来公知のものを１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６７】
第２液状組成物全体に占める着色剤の割合は特に限定されないが、概ね１〜２０重量％程度であるとよい。第２液状組成物全体に占める重合開始剤の割合は特に限定されないが、概ね１〜３０重量％程度であるとよい。第２液状組成物全体に占める光増感剤の割合は特に限定されないが、概ね１〜５０重量％程度であるとよい。
【００６８】
好適な一態様では、第２液状組成物が光重合性モノマーを実質的に含まない。このことにより、第２液状組成物の長期保存性を高めることができる。
【００６９】
表１には、本実施形態に係る液状組成物の一例を示している。具体的には、各カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂの含有成分を、重量割合（重量％）で表している。この実施形態は、色のバリエーションが４色で、硬度のバリエーションが３パターンの場合であり、必要なカートリッジの合計が７種類である。なお、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓに貯留されている液状組成物は、引張試験に基づく立体造形物の引張強度が順に１００％、１４０％、２００％となるような組成に、それぞれ調製されている。また、「顔料分散体」とは、粉末状の顔料を所定の樹脂に分散させた状態の組成物である。一方、表２には、従来の液状組成物の一例を示している。この実施形態は、上記した本実施形態に係る例と同様に、色のバリエーションが４色で、硬度のバリエーションが３パターンの場合であるが、必要なカートリッジの合計は１２種類と相対的に多くのカートリッジが必要であることがわかる。
【００７０】
【表１】
2017193121.tif 000003
【００７１】
【表２】
2017193121.tif 000004
【００７２】
このように、本実施形態では、硬度の異なる液状組成物を色ごとに用意する従来の態様に比べて、用意する液状組成物（カートリッジ）の種類を減らすことができる。これにより、従来に比べてカートリッジの設置スペースをコンパクトに収めることができる。また、吐出ヘッドの数を減らして、装置の構成を簡素化することができる。したがって、ユーザーの利便性を向上することができる。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【００７４】
上記した実施形態では、３次元造形装置１０やインクジェットプリンタ１００の光源が紫外線ランプ４０であったが、これには限定されない。光源は、例えば電子線などを発するものであってもよい。この場合、第１供給源および第２供給源が重合開始剤を含んでいなくてもよい。
【００７５】
上記した実施形態では、３次元造形装置１０やインクジェットプリンタ１００が、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂと同数の吐出ヘッド３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｓ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｂを備えていたが、これには限定されない。例えば吐出ヘッドの数はカートリッジの数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。例えばモノマー供給源１１としてのカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓが１つの吐出ヘッドを共有し、着色剤供給源１２としてのカートリッジ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂが別の１つの吐出ヘッドを共有してもよい。この場合は、吐出ヘッドの数が２つである。
【００７６】
上記した実施形態では、３次元造形装置１０やインクジェットプリンタ１００において、カートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂが、ケーシング２０の上面２０Ｃあるいは右側方に配置され、液体供給路２３には送液装置が設けられていなかったが、例えばカートリッジ１１Ｈ、１１Ｎ、１１Ｓ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｂをノズル３１の下面よりも下方側に配置する場合などには、液体供給路２３に送液ポンプなどの送液装置を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０    三次元造形装置
１１    モノマー供給源
１２    着色剤供給源
１００  インクジェットプリンタ
【図１】
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【図２】
2017193121.tif 000006
【図３】
2017193121.tif 000007
【図４】
2017193121.tif 000008