JP6434727B2 - 立体物造形方法及び立体物造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体物造形方法及び立体物造形装置に関する。

近年、３次元形状の立体物を造形する３Ｄプリンタが様々な用途に用いられつつある。また、従来、立体物の材料をインクジェットヘッドから吐出することで立体物を造形する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、インクジェットヘッドは、通常、インク滴を吐出するノズルを複数個有する。

特許第４４２０６８５号公報

インクジェットヘッドにおいて、それぞれのノズルから吐出されるインク滴の容量について、厳密に同一にすることは難しい。そのため、それぞれのノズルから吐出されるインク滴の容量は、ある程度の範囲でばらつくことになる。

ここで、この程度のバラツキは、例えば、インクジェットプリンタで通常の印刷（２Ｄ印刷）を行う場合には、誤差拡散法やマルチパスによるインターレース走査で平均化されるので、特に問題にならない。しかし、例えばインクジェットヘッドを用いて立体物を造形しようとする場合、インクの層を複数層重ねて形成することになる。そして、この場合、インク滴の容量（サイズ）のバラツキの影響が積層により重畳される結果、立体物の造形の精度が大きく低下するおそれがある。

より具体的に、インクジェットヘッドの複数のノズルのそれぞれから吐出される一つのインク滴のサイズ容量について、例えば、ノズル間のバラツキが±１０％以上ある場合、１０ｃｍ積層すると、±１ｃｍ程度の高さのバラツキが生じることになる。そのため、インクジェットヘッドを用いて積層を行う場合、造形の３次元寸法精度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の中で、層の面方向（Ｘ、Ｙ）の精度と比べ、厚さ方向（Ｚ）が精度が低くなってしまう。

また、このような問題に対しては、例えば、インクジェットヘッドで形成するインクの層に対し、ローラ等の平坦化機構で平坦化を行えばよいようにも思われる。しかし、近年、３Ｄプリンタに対しては、単に造形を行うのみではなく、高精細な着色を行うこと等も求められている。そして、この場合、例えば、着色用の有色のインク（例えばＣＭＹＫインク）を用いて、立体物の表面等に着色を行うことになる。

そして、このような着色を行う場合において、例えば単にローラ等で平坦化を行うと、ローラによってカラーインクや造形インクの流れが生じ、平坦化時に異なる種類のインクが混じるおそれがある。また、その結果、色間滲み等により表面のカラー画質を損ない、造形する立体物の品質が低下するおそれもある。そのため、従来、着色された立体物をより適切に造形する方法が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる立体物造形方法及び立体物造形装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、鋭意研究により、立体物において着色を行う着色領域について、有色のインクのみを用いるのではなく、クリアインクを更に用いて造形を行うことを考えた。また、これにより、例えば、インクの層の平坦化を行う場合において、有色のインクのみを用いる場合と比べ、異なる色のインクが混じることを発生しにくくできることを見出した。また、更なる鋭意研究により、異なる色のインクが混じることより適切に抑え得る具体的な構成等を見出した。上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）積層造形法により立体物を造形する立体物造形方法であって、所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂の層を形成する層形成動作と、層形成動作で形成された硬化性樹脂の層を硬化させる硬化動作とを複数回繰り返して行うことにより、硬化した硬化性樹脂の層を複数層重ねて形成し、層形成動作において、インクジェット方式で硬化性樹脂の液滴を吐出する吐出ヘッドを用い、硬化性樹脂の層を形成すべき領域へ硬化性樹脂を塗布する吐出動作と、吐出動作で塗布された硬化性樹脂を平坦化する平坦化動作とを行い、吐出動作において、硬化性樹脂の層の少なくとも一部の領域である着色領域に対して着色を行い、着色領域へ液滴を吐出する吐出ヘッドとして、透明色のインクであるクリアインクのインク滴を吐出するクリアインク用ヘッドと、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれ吐出する複数の有色インク用ヘッドとを用い、平坦化動作において、インクの層の表面のインクを掻き取るローラを用いて、平坦化を行い、吐出動作において、クリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、硬化性樹脂を塗布し、平坦化動作は、少なくとも一回の主走査動作が行われる間に硬化性樹脂を平坦化する動作であり、平坦化動作を行う主走査動作おけるクリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドの移動方向において、クリアインク用ヘッドは、複数の有色インク用ヘッドよりも後方側に配設され、移動方向において複数の有色インク用ヘッドよりも後方側に配設されることにより、平坦化動作を行う主走査動作において、クリアインク用ヘッドは、着色領域を構成する各位置に対し、複数の有色インク用ヘッドにより吐出される有色のインクのインク滴よりも着弾のタイミングが後になるように、クリアインクのインク滴を吐出する。

この場合、硬化性樹脂の液滴とは、例えば、硬化樹脂を含む液体の液滴である。硬化樹脂を含む液体の液滴とは、より具体的に、例えば、硬化樹脂を含むインクのインク滴である。また、クリアインクとは、例えば、硬化性樹脂を含む透明のインクである。有色のインクとは、例えば、硬化性樹脂を含むＣ(シアン)Ｍ(マゼンタ)Ｙ(イエロー)Ｋ(ブラック)の各色のインクである。

このように構成した場合、例えば、平坦化動作時において、有色インクのみを用いて着色領域を形成する場合と比べ、異なる色の有色インクが混じることを発生しにくくできる。また、これにより、例えば、立体物の品質の低下を生じにくくできる。そのため、このように構成すれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

また、平坦化動作は、例えば、吐出動作で塗布された硬化性樹脂を平坦化機構により平坦化する動作である。平坦化機構としては、例えばローラを好適に用いることができる。この場合、ローラは、インクを掻き取り、上方へ持って行くように回転する。この場合、上方とは、例えば、吐出ヘッドへ向かう方向のことである。また、ローラにより掻き上げられたインクは、例えば、ローラ表面に接して配設されたドクターブレード等により、ローラ表面から除去される。

また、硬化性樹脂を塗布するとは、例えば、吐出ヘッドで印刷を行うことにより、硬化性樹脂の層を形成することである。また、層形成動作及び硬化動作は、並行して行ってよい。例えば、吐出ヘッドに主走査動作を行わせるスキャン方式で層形成動作を行う場合、主走査動作中に、硬化動作を行ってもよい。また、層形成動作について、平坦化動作は、例えば、一部の主走査動作においてのみ行ってもよい。

（構成２）吐出動作において、クリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、硬化性樹脂を塗布し、平坦化動作は、少なくとも一回の主走査動作が行われる間に硬化性樹脂を平坦化する動作であり、少なくとも平坦化動作を行う主走査動作において、クリアインク用ヘッドは、同じ主走査動作において複数の有色インク用ヘッドが吐出したインク滴により形成された有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるように、クリアインクのインク滴を吐出する。

平坦化動作においては、例えば吐出動作で塗布された硬化性樹脂を平坦化機構により平坦化する動作であるため、各回の主走査動作で形成するインクの層の上面部分に対し、平坦化を行うことになる。また、このように構成した場合、例えば、着色領域の上面付近において、有色インクの上に重なるクリアインクの割合が多くなる。そのため、このように構成すれば、例えば、平坦化動作において、主にクリアインクに対して平坦化を行うことになる。また、これにより、例えば、異なる色の有色インクが混じることをより発生しにくくできる。そのため、このように構成すれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

尚、有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるように、クリアインクのインク滴を吐出するとは、例えば、有色のインクのドットとクリアインクのドットとが重なる位置にそれぞれのインクのドットを形成する場合において、有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるようにすることであってよい。また、より具体的には、例えば、主走査方向において隣接する着弾位置（着滴位置）のそれぞれに有色のインクのドットとクリアインクのドットとを形成する場合に、先に有色のインクのドットが形成され、その後にクリアインクのドットが形成されるようにすることであってよい。

また、平坦化動作について、少なくとも一回の主走査動作が行われる間に硬化性樹脂を平坦化するとは、例えば、立体物を造形するために行う複数回の主走査動作のうち、少なくとも一回の主走査動作が行われる間に、硬化性樹脂を平坦化することである。より具体的に、例えば、予め設定されたＮ回（Ｎは、２以上の整数）の主走査動作うちの一回の割合で、平坦化動作を行ってもよい。また、この構成において、クリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドは、主走査方向における往復の主走査動作を行ってもよい。この場合、少なくとも一回の主走査動作が行われる間に硬化性樹脂を平坦化するとは、例えば、往復の主走査動作のうち、往路又は復路のいずれか一方の主走査動作を行う間にのみ、平坦化動作を行うことであってよい。また、平坦化動作を行う主走査動作において、平坦化動作では、例えば、主走査動作の対象となる領域の全体に対し、平坦化を行う。また、必要に応じて、平坦化動作では、例えば、主走査動作の対象となる領域の一部に対し、平坦化を行ってもよい。

（構成３）硬化性樹脂は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂である。このように構成すれば、例えば、立体物をより適切に造形できる。

（構成４）平坦化動作は、吐出動作で塗布された硬化性樹脂をローラにより平坦化する動作であり、ローラは、硬化性樹脂に対して濡れ性を有するローラである。このように構成すれば、例えば、平坦化動作において、ローラによりインクを適切に掻き取りことができる。また、これにより、平坦化動作をより適切に行うことができる。

（構成５）平坦化動作は、吐出動作で塗布された硬化性樹脂を平坦化機構により平坦化する動作であり、クリアインク用ヘッドは、いずれの有色インク用ヘッドよりも、平坦化機構に近い位置に配設されている。

このように構成した場合、例えば、平坦化動作を行う前の吐出動作において、平坦化動作の対象となる領域に対し、有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるように硬化性樹脂の層を適切に形成できる。そのため、このように構成すれば、例えば、異なる色の有色インクが混じることをより発生しにくくできる。また、これにより、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

（構成６）吐出動作において、クリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、硬化性樹脂を塗布し、かつ、主走査方向における往復の主走査動作を行い、複数の有色インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及び平坦化機構は、主走査方向へ並べて配設されており、主走査動作時において、平坦化機構は、クリアインク用ヘッド及び複数の有色インク用ヘッドと共に移動し、平坦化動作は、往復の主走査動作のうち、往路又は復路のいずれか一方の主走査動作を行う間に硬化性樹脂を平坦化する動作であり、平坦化動作を行う主走査動作において、複数の有色インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及び平坦化機構は、これらのうちで平坦化機構が最も後ろ側になる向きで、主走査方向へ移動する。

このように構成すれば、例えば、平坦化動作をより適切に行うことができる。また、より具体的に、複数の有色インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及び平坦化機構は、例えば、主走査方向と直交する副走査方向における位置を揃えて、この順番で、主走査方向へ並ぶ。

（構成７）硬化性樹脂は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂であり、硬化動作は、紫外線光源により紫外線を照射することにより、硬化性樹脂の層を硬化させる動作であり、複数の有色インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、平坦化機構、及び紫外線光源は、この順番で、主走査方向へ並べて配設されている。このように構成すれば、例えば、平坦化動作をより適切に行うことができる。

（構成８）層形成動作において、硬化性樹脂の層として、造形する立体物において内部の領域になる内部領域と、内部領域の周囲を囲む着色領域とを有する層を形成する。このように構成すれば、例えば、立体物の造形及び着色を適切に行うことができる。

尚、この構成において、着色領域は、例えば、内部領域の外周を囲む領域である。また、造形される立体物において、着色領域は、立体物の外部から色彩を確認できる外郭領域になる。層形成動作においては、更に、着色領域の更に外周に、例えばクリアインクにより、透明な領域を形成してもよい。

（構成９）吐出動作において、吐出ヘッドとして、白色のインクのインク滴を吐出する白インク用ヘッドを更に用い、層形成動作で形成する内部領域は、クリアインクにより形成される領域であり、着色領域と接する内部クリア領域と、少なくとも白色のインクを用いて形成される領域であり、内部クリア領域を挟んで着色領域と接する内部白色領域とを有する。

このように構成した場合、着色領域の内側に内部白色領域を形成することにより、着色領域に着色する色について、立体物の外部からより適切な色彩で視認されるようにできる。また、着色領域と内部白色領域との間に内部クリア領域を形成することにより、平坦化動作によって着色領域の有色インクと内部白色領域の白色インクとが混ざることを適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

尚、内部白色領域は、例えば、白色のインクのみで形成される領域であってよい。また、内部白色領域について、例えば、白色のインクとクリアインクとを用いて形成することも考えられる。

（構成１０）クリアインク用ヘッドが吐出するインク滴の容量は、それぞれの有色インク用ヘッドが吐出するインク滴の容量よりも大きい。この場合、例えば平坦化動作を行う主走査動作において、クリアインク用ヘッドは、例えば、有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるようにインク滴を吐出することが好ましい。

このように構成した場合、例えば、クリアインクにより形成されるインクのドットの高さが有色のインクのドットの高さよりも高くなるため、例えば、平坦化動作において、クリアインクが平坦化の対象になりやすくなる。より具体的には、例えば、平坦化機構としてローラを用いる場合、主にクリアインクを掻き取ることにより、平坦化を行うことになる。そのため、このように構成すれば、例えば、異なる色の有色インクが混じることをより発生しにくくできる。また、これにより、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

（構成１１）積層造形法により立体物を造形する立体造形装置であって、構成１から１０のいずれかに記載の印刷方法により立体物を造形する。このように構成すれば、例えば、構成１から１０と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

本発明の一実施形態に係る立体物造形方法を実行する立体物造形装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、立体物造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、立体物造形装置１０により造形する立体物５の一例を示す。 吐出ユニット１２のより詳細な構成の一例を示す図である。 本例において造形される立体物５の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、立体物５の垂直断面の一例を示す。図３（ｂ）は、立体物５の水平断面の一例を示す。 本例において行う主走査動作と、平坦化ローラユニット２２２のより具体的な構成とについて更に詳しく説明する図である。図４（ａ）は、往路方向への主走査動作の様子の一例を示す。図４（ｂ）は、復路方向への主走査動作の様子の一例を示す。 インクの層である５ａ（ｎ）層、及び５ａ（ｎ＋１）層のより具体的な様子の一例を示す図である。図５（ａ）は、５ａ（ｎ）層の形成時の様子の一例を示す模式図である。図５（ｂ）は、５ａ（ｎ＋１）層の形成時の様子の一例を示す模式図である。図５（ｃ）は、復路方向への主走査動作で形成されるインクのドットの並び方について、実際の並び方の一例を示す。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る立体物造形方法を実行する立体物造形装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、立体物造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、立体物造形装置１０により造形する立体物５の一例を示す。

本例において、立体物造形装置１０は、積層造形法により立体物５を造形する装置である。この場合、積層造形法とは、例えば、複数の層を重ねて立体物５を造形する方法である。また、立体物５とは、例えば、三次元構造物のことである。また、立体物造形装置１０において実行する立体物造形方法は、例えば、三次元構造物の形状情報とカラー画像情報とから、積層法によって三次元構造物を造形するカラー造形方法であってよい。

また、以下の説明をする点を除き、立体物造形装置１０は、公知の立体物造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。また、立体物造形装置１０は、例えば、公知の平面への印刷装置であるインクジェットプリンタの構成の一部を変更した装置であってよい。例えば、立体物造形装置１０は、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いるインクジェットプリンタの一部を変更した装置であってよい。

本例において、立体物造形装置１０は、吐出ユニット１２、主走査駆動部１４、造形台１６、及び制御部１８を備える。吐出ユニット１２は、立体物５の材料となる液滴を吐出する部分であり、所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂の液滴等を吐出し、硬化させることにより、立体物５を構成する各層を形成する。より具体的に、本例において、吐出ユニット１２は、例えば、制御部１８の指示に応じて液滴を吐出することにより、硬化性樹脂の層を形成する層形成動作と、層形成動作で形成された硬化性樹脂の層を硬化させる硬化動作とを複数回繰り返して行う。また、これにより、吐出ユニット１２は、硬化した硬化性樹脂の層を複数層重ねて形成する。

また、本例では、硬化性樹脂として、例えば、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂を用いる。この場合、吐出ユニット１２は、立体物５の材料となる液滴として、例えば、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。また、硬化動作では、紫外線光源により紫外線を照射することにより、硬化性樹脂の層を硬化させる。この場合、硬化性樹脂の層とは、紫外線硬化型インクの層である。

また、本例において、吐出ユニット１２は、有色の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出することにより、立体物５の表面に対し、着色を行う。また、これにより、着色された立体物５を造形する。更に、本例において、吐出ユニット１２は、立体物５の造形時において、図１（ｂ）に示すように、立体物５の周囲に、サポート６を形成する。サポート６は、造形中の立体物５を支えるための積層構造物（サポート層）であり、立体物５の造形完了後に、例えば水により溶解除去される。尚、吐出ユニット１２のより具体的な構成及び動作については、後に更に詳しく説明をする。

主走査駆動部１４は、吐出ユニット１２に主走査動作を行わせる駆動部である。この場合、吐出ユニット１２に主走査動作を行わせるとは、例えば、吐出ユニット１２が有するインクジェットヘッドに主走査動作を行わせることである。また、主走査動作とは、例えば、予め設定された主走査方向（図中のＹ方向）へ移動しつつインク滴を吐出する動作である。

本例において、主走査駆動部１４は、キャリッジ１０２及びガイドレール１０４を有する。キャリッジ１０２は、造形台１６と対向させて吐出ユニット１２を保持する保持部である。この場合、造形台１６と対向させて吐出ユニット１２を保持するとは、インク滴の吐出方向が造形台１６へ向かう方向になるように、吐出ユニット１２を保持することである。また、主走査動作時において、キャリッジ１０２は、吐出ユニット１２を保持した状態で、ガイドレール１０４に沿って移動する。ガイドレール１０４は、キャリッジ１０２の移動をガイドするレール状部材であり、主走査動作時において、制御部１８の指示に応じて、キャリッジ１０２を移動させる。

尚、主走査動作における吐出ユニット１２の移動は、立体物５に対する相対的な移動であってよい。そのため、立体物造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、吐出ユニット１２の位置を固定して、例えば造形台１６を移動させることにより、立体物５の側を移動させてもよい。

造形台１６は、造形中の立体物５を上面に載置する台である。本例において、造形台１６は、上面を上下方向（図中のＺ方向）へ移動させる機能を有しており、制御部１８の指示に応じて、立体物５の造形の進行に合わせて、上面を移動させる。また、これにより、造形途中の立体物５における被造形面と、吐出ユニット１２との間の距離（ギャップ）を適宜調整する。この場合、立体物５の被造形面とは、例えば、吐出ユニット１２により次の層が形成される面のことである。尚、吐出ユニット１２に対して造形台１６を上下動させるＺ方向への走査は、例えば吐出ユニット１２の側を移動させることで行ってもよい。

制御部１８は、例えば立体物造形装置１０のＣＰＵであり、造形すべき立体物５の形状情報や、カラー画像情報等に基づいて立体物造形装置１０の各部を制御することにより、立体物５の造形の動作を制御する。本例によれば、立体物５を適切に造形できる。

尚、立体物造形装置１０は、図１（ａ）に図示した構成以外にも、例えば、立体物５の造形や着色等に必要な各種構成を更に備えてよい。例えば、立体物造形装置１０は、吐出ユニット１２に副走査動作を行わせる副走査駆動部等を更に備えてもよい。この場合、副走査動作とは、例えば、造形中の立体物５に対して相対的に、主走査方向と直交する副走査方向（図中のＸ方向）へ、吐出ユニット１２におけるインクジェットヘッドを移動させる動作である。副走査駆動部は、例えば、副走査方向における長さが吐出ユニット１２におけるインクジェットヘッドの造形幅よりも長い立体物５を造形する場合等に、必要に応じて、吐出ユニット１２に副走査動作を行わせる。また、より具体的に、副走査駆動部は、例えば、造形台１６を副走査方向へ移動させる駆動部であってよい。また、副走査駆動部は、例えば、吐出ユニット１２を保持するキャリッジ１０２と共にガイドレール１０４を移動させる駆動部であってもよい。

続いて、吐出ユニット１２のより具体的な構成及び動作について、説明をする。図２は、吐出ユニット１２のより詳細な構成の一例を示す。本例において、吐出ユニット１２は、複数の有色インク用ヘッド２０２ｙ、２０２ｍ、２０２ｃ、２０２ｋ（以下、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋと記載する）、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、造形材用ヘッド２０４、サポート材用ヘッド２１０、複数の紫外線光源２２０、及び平坦化ローラユニット２２２を有する。

有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及び造形材用ヘッド２０４は、インクジェット方式で硬化性樹脂の液滴を吐出する吐出ヘッドの一例である。また、本例において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及び造形材用ヘッド２０４は、例えば、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、副走査方向（Ｘ方向）における位置を揃えて、主走査方向（Ｙ方向）へ並んで配設される。

有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋは、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれ吐出するインクジェットヘッドである。本例において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋは、ＹＭＣＫの各色の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。白インク用ヘッド２０６は、白色（Ｗ）の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。

また、クリアインク用ヘッド２０８は、紫外線硬化型のクリアインクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。この場合、クリアインクとは、透明色（Ｔ）であるクリア色のインクである。クリアインクは、紫外線硬化型の樹脂を含み、かつ、着色剤を含まないインクであってよい。また、クリアインクは、無色透明のインクであってよい。

造形材用ヘッド２０４は、立体物５の内部の造形に用いる紫外線硬化型インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。本例において、造形材用ヘッド２０４は、所定の色の造形用インク（ＭＯ）のインク滴を吐出する。造形用インクとして、より具体的には、例えば、白色のインク又はクリアインク等を用いてもよい。

サポート材用ヘッド２１０は、サポート６（図１参照）の材料（Ｓ）を含むインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。本例において、サポート６の材料としては、立体物５の造形後に水で溶解可能な水溶性の材料を用いることが好ましい。このように構成すれば、サポート６を用いた造形をより適切に行うことができる。サポート６の材料としては、例えば、サポート６用の公知の材料を好適に用いることができる。また、本例において、サポート材用ヘッド２１０は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及び造形材用ヘッド２０４に対し、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並んで配設される。

尚、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、造形材用ヘッド２０４、及びサポート材用ヘッド２１０としては、例えば、公知のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。また、これらのインクジェットヘッドは、造形台１６（図１参照）と対向する面に、複数のノズルが副走査方向へ並ぶノズル列を有する。この場合、それぞれのインクジェットヘッドにおけるノズル列は、並び方向が同一で、かつ互いに平行になる。また、主走査動作時において、ノズルが並ぶ方向と直交する主走査方向へ移動しつつ、Ｚ方向へインク滴をそれぞれ吐出する。

複数の紫外線光源２２０は、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線の光源であり、紫外ＬＥＤ、メタルハライドランプ、水銀ランプ等が用いられる。本例において、複数の紫外線光源２２０のそれぞれは、間に有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及びサポート材用ヘッド２１０を挟むように、吐出ユニット１２における主走査方向の一端側及び他端側のそれぞれに配設される。より具体的に、例えば、図中に符号ＵＶ１を付して示した一方の紫外線光源２２０は、吐出ユニット１２の一端側に配設される。また、図中に符号ＵＶ２を付して示した一方の紫外線光源２２０は、吐出ユニット１２の他端側に配設される。

平坦化ローラユニット２２２は、立体物５の造形中に形成される紫外線硬化型インクの層を平坦化するための構成である。本例において、平坦化ローラユニット２２２は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及びサポート材用ヘッド２１０の並びと、他方側の紫外線光源２２０（ＵＶ２）との間に配設される。これにより、平坦化ローラユニット２２２は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及びサポート材用ヘッド２１０の並びに対し、副走査方向の位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。また、本例において、平坦化ローラユニット２２２は、平坦化機構の一例であるローラ等を有する。このローラの動作等については、後に更に詳しく説明をする。

以上の構成により、吐出ユニット１２は、制御部１８（図１参照）の指示に応じて、立体物５の造形及び着色等の動作を行う。また、この動作として、より具体的に、図１に関連して説明をしたように、層形成動作と、硬化動作とを繰り返す。

また、本例において、吐出ユニット１２は、層形成動作において、より具体的に、吐出動作と、平坦化動作とを行う。この場合、吐出動作とは、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８等に紫外線硬化型インクのインク滴を吐出させることにより、紫外線硬化型インクの層を形成すべき領域へインクを塗布する動作である。また、平坦化動作とは、平坦化ローラユニット２２２のローラにより、吐出動作で塗布された紫外線硬化型インクの層を平坦化する動作である。

ここで、上記においても説明をしたように、本例において、吐出ユニット１２のインクジェットヘッド（有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、クリアインク用ヘッド２０８、及びサポート材用ヘッド２１０）は、主走査動作を行うことにより、制御部１８により指定される位置へ、インク滴を吐出する。また、吐出動作において、例えば、図中にＹ走査と記した矢印で示すように、主走査方向における往復の主走査動作を行う。

また、本例の主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ及びクリアインク用ヘッド２０８等のインクジェットヘッドと共に移動する。しかし、図示のとおり、本例において、平坦化ローラユニット２２２は、これらのインクジェットに対し、主走査方向の一方側のみに配設されている。そのため、本例において、平坦化動作は、例えば、図中に平坦化走査と記した矢印で示すように、往路又は復路のいずれか一方の主走査動作を行う間にのみ行う。この一方の主走査動作は、図からわかるように、移動時に平坦化ローラユニット２２２がインクジェットヘッドの後方側になる向きの主走査動作である。

尚、平坦化動作は、少なくとも一部の回の主走査動作が行われる間にインクの層を平坦化する動作であってよい。また、立体物造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、吐出動作について、一方向の主走査動作のみを行ってもよい。また、例えば吐出ユニット１２の構成を一部変更することにより、往路及び復路の両方の主走査動作中に平坦化動作を行うことも考えられる。

また、吐出ユニット１２の構成に関し、例えば、クリアインク用ヘッド２０８は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのいずれよりも、平坦化ローラユニット２２２に近い位置に配設することが好ましい。例えば、クリアインク用ヘッド２０８は、平坦化ローラユニット２２２と隣接する位置に配設することが好ましい。また、平坦化ローラユニット２２２は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ及びクリアインク用ヘッド２０８と、紫外線光源２２０との間に配設することが好ましい。そのため、本例においては、このような配置を実現するために、上記のように、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、クリアインク用ヘッド２０８、平坦化ローラユニット２２２、及び紫外線光源２２０（ＵＶ２）について、副走査方向における位置を揃えて、この順番で、主走査方向へ並べている。このように構成すれば、例えば、平坦化動作をより適切に行うことができる。このように配置により行う吐出ユニット１２の動作等については、後に更に詳しく説明をする。

続いて、本例において造形される立体物５について、より具体的な構成を説明する。図３は、本例において造形される立体物５の構成の一例を示す。図３（ａ）は、立体物５の垂直断面の一例を示す。図３（ｂ）は、立体物５の水平断面の一例を示す。

上記においても説明をしたように、本例において、立体物造形装置１０は、紫外線硬化型インクの層を複数層重ねて形成することにより、立体物５を造形する。より具体的には、例えば、図３（ａ）において符号５ａを付して示した層を複数層重ねて形成することにより、立体物５を造形する。また、立体物５の周囲に、吐出ユニット１２におけるサポート材用ヘッド２１０により、サポート６を形成する。

尚、本例おいて立体物５を構成する各層（層５ａ）を形成する動作については、図３（ａ）において符号５ａ（ｎ）、５ａ（ｎ＋１）を付した層に着目して、後に更に詳しく説明をする。符号５ａ（ｎ）、５ａ（ｎ＋１）を付した層は、例えば、下からｎ番目及びｎ＋１番目の層である。

また、本例において、立体物造形装置１０は、層形成動作において、紫外線硬化型インクの層として、内部領域、着色領域５３、及び外部クリア領域５４を有する層を形成する。この場合、内部領域とは、立体物５の内部を構成する領域である。また、本例において、立体物造形装置１０は、内部領域として、内部造形領域５０、内部白色領域５１、及び内部クリア領域５２を形成する。

内部造形領域５０は、立体物５において最も内側の部分を構成する領域である。この場合、立体物５において最も内側の部分とは、例えば、層形成動作において形成する各層において、他の各領域（内部白色領域５１、内部クリア領域５２、着色領域５３、及び外部クリア領域５４）に囲まれる部分のことである。また、本例において、立体物造形装置１０は、吐出ユニット１２における造形材用ヘッド２０４により、内部造形領域５０を形成する。

尚、内部造形領域５０は、立体物５において、形状の基本部分を構成する造形層として機能する領域である。内部造形領域５０は、一部が空洞状の領域であってもよい。また、内部造形領域５０の形成は、例えば吐出ユニット１２における白インク用ヘッド２０６等を用いて行うことも考えられる。また、内部造形領域５０の形成は、例えばクリアインク用ヘッド２０８等を更に用いて行ってもよい。また、更に他の色用のインクジェットヘッドを用いて、内部造形領域５０を形成してもよい。

内部白色領域５１は、内部造形領域５０と隣接して内部造形領域５０の周囲を囲む白色層領域である。また、立体物５の外側方向において、内部白色領域５１は、内部クリア領域５２を挟んで着色領域５３と接する。そして、この構成により、内部白色領域５１は、着色領域５３を介して立体物５の外部から入射する光を反射する。このように構成すれば、例えば、着色領域５３に着色された色について、減法混色による色表現を実現できる。また、これによる、例えば、着色領域５３に着色する色について、立体物５の外部からより適切な色彩で視認されるようにできる。

本例において、内部白色領域５１の形成は、例えば白インク用ヘッド２０６を用いて行う。また、内部白色領域５１の色は、例えば、減法混色による色表現を実現するために十分な範囲で、白色又は白色に近い色であればよい。

内部クリア領域５２は、内部白色領域５１を挟んで内部造形領域５０の周囲を囲む領域であり、内側の内部白色領域５１と、外側の着色領域５３との間において、両領域に接する。また、本例において、内部クリア領域５２の形成は、クリアインク用ヘッド２０８を用いて行う。内部クリア領域５２を形成することにより、例えば、インクの層の平坦化時において、内部白色領域５１における白色インクと、着色領域５３におけるＹＭＣＫインクとが混ざることを適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、平坦化ローラユニット２２２による平坦化の動作をより適切に行うことができる。

着色領域５３は、内部白色領域５１及び内部クリア領域５２を挟んで内部造形領域５０の周囲を囲む領域である。また、本例において、着色領域５３は、外部クリア領域５４を介して立体物５の外部から色彩を確認できる立体物５の外郭領域を構成する。立体物造形装置１０は、吐出動作において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋにより着色領域５３へＹＭＣＫインクのインク滴を吐出することにより、着色領域５３への着色を行う。また、本例において、立体物造形装置１０は、着色領域５３へインク滴を吐出するインクジェットヘッドとして、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋに加え、クリアインク用ヘッド２０８を更に用いる。これにより、立体物造形装置１０は、ＹＭＣＫインク及びクリアインクにより、着色領域５３を形成する。

尚、立体物５の用途等においては、例えば一部の領域に対してのみ、着色を行うこと等も考えられる。この場合、着色を行わない領域に対しては、クリアインクのみにより、着色領域５３を形成してもよい。また、一部の領域に対し、着色領域５３を省略してもよい。

外部クリア領域５４は、内部白色領域５１、内部クリア領域５２、及び着色領域５３を挟んで内部造形領域５０の周囲を囲む領域であり、立体物５の最外面を構成する。本例において、外部クリア領域５４の形成は、クリアインク用ヘッド２０８を用いて行う。外部クリア領域５４を形成することにより、立体物５の表面を紫外線による有色インクの退色や擦れによる傷に対して適切に保護することができる。また、以上の説明から明らかなように、本例によれば、例えば、立体物５の造形及び着色を適切に行うことができる。

ここで、着色領域５３を着色する場合、着色領域５３の各位置に対しては、その位置へ着色すべき色に応じた比率で、カラーインクであるＹＭＣＫの各色のインク滴を吐出する。この場合、着色領域５３の各位置とは、例えば、近接する複数の着弾位置（着滴位置）を含む領域のことである。また、着弾位置とは、例えば、主走査動作において吐出されるインク滴の着弾位置のことである。そして、この場合、例えばカラーインクのみで着色領域５３を形成すると、各位置の色によって、容積あたりのインク量に差がでるおそれがある。

これに対し、本例においては、上記のように、着色領域５３を、カラーインクのみではなく、カラーインクと、クリアインクとを用いて形成する。そして、この場合、クリアインク用ヘッド２０８は、例えば、着色領域５３に対し、着色領域５３の各位置において容積当たりのインク量を補填するように、クリアインクのインク滴を吐出する。このように構成すれば、例えば、着色領域５３の各位置において、カラーインクとクリアインクとを合わせた総容積量を略一定にすることができる。また、これにより、より高い精度で立体物５の造形及び着色を行うことができる。

また、このように構成した場合、更に、例えば、平坦化ローラユニット２２２を用いて行う平坦化動作時において、ＹＭＣＫインクのみを用いて着色領域５３を形成する場合と比べ、異なる色の有色インクが混じることを発生しにくくできる。また、これにより、例えば、立体物の品質の低下を生じにくくできる。そのため、このように構成すれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

続いて、本例おいて立体物５を構成する各層を形成する動作について、更に詳しく説明をする。図４は、本例において行う主走査動作と、平坦化ローラユニット２２２のより具体的な構成とについて更に詳しく説明する図である。上記においても説明をしたように、本例において、吐出ユニット１２におけるそれぞれのインクジェットヘッドは、主走査方向における往復の主走査動作を行う。また、往復の主走査動作のうち、一方の方向への主走査動作時のみに、平坦化ローラユニット２２２による平坦化動作を行う。

図４（ａ）は、往復のうちの一方の方向（以下、往路方向という）への主走査動作の様子の一例を示す。図４（ｂ）は、往復のうちの他方の方向（以下、復路方向という）への主走査動作の様子の一例を示す。

本例において、平坦化ローラユニット２２２による平坦化は、往路方向への主走査動作時には行わず、復路方向への主走査動作時にのみ行う。また、本例において、平坦化ローラユニット２２２は、ローラ３０２、ドクターブレード３０４、及びインク回収部３０６を有する。ローラ３０２は、平坦化機構の一例であり、復路方向への主走査動作時において、その主走査動作において形成されたインクの層の表面を平坦化する。ローラ３０２は、インクの層の表面を平滑化する平滑化ローラであってよい。

より具体的に、本例において、ローラ３０２は、吐出ユニット１２において用いる紫外線硬化型インクに対して濡れ性を有するローラであり、インクの層と接触した状態で回転することにより、インクの層の表面のインクを掻き取る。また、これにより、インクの層を平坦化する。また、この場合、例えば図４（ｂ）におけるローラ３０２の位置に矢印で示すように、ローラ３０２は、インクを掻き取り、上方へ持って行くように回転する。この場合、上方とは、例えば、吐出ユニット１２へ向かう方向のことである。

このように構成した場合、例えば、紫外線硬化型インクに対して濡れ性を有するローラ３０２を用いることにより、液状の余分なインクを適切に掻き取ることができる。また、これにより、例えば、インクのドットを潰すことなく、余分なインクを除去する構成により、インクの層を適切に平坦化できる。そのため、本例によれば、例えば、平坦化時において、インクのドットが潰れて色間滲み等が発生することを適切に防ぐことができる。

また、ドクターブレード３０４は、ローラ３０２により掻き上げられたインクをローラ３０２表面から除去するための構成である。ドクターブレード３０４は、例えば、一部がローラ３０２の表面と接触するように、ローラ３０２に隣接して配設される。また、図４（ｂ）に示すように、ドクターブレード３０４は、例えば、平坦化動作時の吐出ユニット１２の移動方向において、ローラ３０２よりも後方側に配設されることが好ましい。このように構成すれば、例えば、ローラ３０２が掻き上げたインクを、より適切に除去できる。また、インク回収部３０６は、ローラ３０２の表面からドクターブレード３０４が除去したインクを回収するための構成である。インク回収部３０６としては、例えば、インクを吐出ユニット１２の外へ排出するインク経路等を用いることができる。また、インク回収部３０６として、例えば、吐出ユニット１２内でインクを貯留する廃インクタンク等を用いることも考えられる。

また、本例において、平坦化ローラユニット２２２は、吐出ユニット１２全体の位置に対し、上下方向（Ｚ方向）へ、図示を省略した駆動機構により移動可能に構成されている。また、この機能により、例えば、平坦化ローラユニット２２２による平坦化を行わない往路方向への主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２は、図４（ａ）に示すように、予め、立体物５から離れる方向である上方の位置へ移動する。このように構成すれば、例えば、平坦化を行わない主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２とインクの層とが接触することを適切に防ぐことができる。

また、平坦化ローラユニット２２２による平坦化を行う復路方向への主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２は、図４（ｂ）に示すように、予め、立体物５へ近づく方向である下方の位置へ移動する。このように構成すれば、例えば、平坦化を行う主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２とインクの層とを適切に接触させることができる。

尚、立体物５の最上部のインクの層と、平坦化ローラユニット２２２との間の距離の調整は、例えば、造形台１６（図１参照）を上下させることで行うことも考えられる。この場合、例えば、造形途中の立体物５における被造形面と、吐出ユニット１２との間の距離（ギャップ）について、往路方向への主走査動作と、復路方向への主走査動作との間で、１００μｍ程度異ならせることが考えられる。また、この場合、ギャップの大きさは、通常、２〜３ｍｍ程度である。そのため、１００μｍ程度のギャップの変化であれば、造形の精度への影響は十分に小さいと考えられる。そのため、このように構成した場合も、例えば、一部の主走査動作のみにおいて、適切に平坦化を行うことができる。また、例えば、上下方向において、平坦化ローラユニット２２２の移動と、造形台１６の移動とを併用することにより、立体物５に対する平坦化ローラユニット２２２の位置を制御してもよい。

また、以上の構成により、本例における層形成動作においては、例えば、先ず、図４（ａ）に示すように、吐出ユニット１２を所定の方向（例えば、図中の右方向）へ移動させることで、往路方向への主走査動作を行う。また、これにより、例えば、三次元構造物の形状情報である造形データとカラー画像情報である着色データとに基づき、吐出ユニット１２における各インクジェットヘッドからインク滴を吐出する。また、往路方向への主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２は、駆動機構により、上方に待避している。そのため、ローラ３０２の下端は、造形中の立体物５の上面に接触しない。

また、この主走査動作時においては、吐出ユニット１２の移動方向の後方側になる紫外線光源２２０であるＵＶ１が点灯し、立体物５の最上部に形成されたインクの層を硬化させる。また、これにより、１回の主走査動作の中で、層形成動作と同時に、硬化動作を行う。尚、このような主走査動作により形成されるインクの層は、より具体的に、例えば、図３（ａ）に示した５ａ（ｎ）層である。

また、この工程に続いて、次に形成するインクの層の厚さに合わせ、所定の高さ分、上下方向（Ｚ方向）において、造形台１６の位置を下げる。また、この場合、本例においては、平坦化ローラユニット２２２による平坦化で除去するインクの厚さを考慮して、造形台１６の位置を下げる。

例えば、本例においては、往復の主走査動作を行う毎に、造形台１６を下げる動作を行う。この場合、例えば、平坦化を行わずに主走査動作を行った場合に形成されるインクの層の厚みを２層重ねた厚さから、平坦化で除去するインクの厚さを減じた高さ分、造形台１６を移動させる。また、この場合、平坦化で除去するインクの厚さは、表面の凹凸により生じる厚さのバラツキの想定量に応じて設定される。

また、より具体的に、例えば、平坦化を行わずに主走査動作を行った場合に形成されるインクの層の厚みが２０μｍ程度の場合、２層分の厚さは、４０μｍ程度になる。そして、平坦化で除去するインクの厚さが８μｍ程度の場合、造形台１６を下げる距離は、例えば３２μｍ程度となる。

尚、平坦化で除去するインクの厚さは、例えば、インク滴の容量のバラツキに応じて決定することが好ましい。例えば、インク滴の容量のバラツキが１０〜１５％程度の場合、より確実に平坦化を行うため、平坦化を行わずに主走査動作を行った場合に形成されるインクの層の厚み（設計上の厚み）に対し、２０％分程度をローラ３０２により除去すること等が考えられる。

また、造形台１６を下げる動作に続き、図４（ｂ）に示すように、往路方向とは反対の方向（例えば、図中の左方向）へ吐出ユニット１２を移動させることで、復路方向への主走査動作を行う。また、これにより、造形データ及び着色データに基づき、吐出ユニット１２における各インクジェットヘッドからインク滴を吐出する。また、復路方向への主走査動作時において、平坦化ローラユニット２２２は、駆動機構により、下方に移動している。これにより、ローラ３０２の下端は、造形中の立体物５の上面に接触する状態になっている。

そのため、復路方向の主走査動作時において、ローラ３０２は、インクの層の表面のインクを掻き取り、除去する。また、これにより、ローラ３０２は、インクの層を平坦化する。また、より具体的に、ローラ３０２は、造形台１６を下げた距離に応じた厚みに合わせて、インクの層を平坦化する。この場合、造形台１６を下げた距離とは、例えば、前回の平坦化を行った主走査動作を行った後に造形台１６を下げた距離のことである。より具体的に、例えば、上記のように、往復の主走査動作で形成された２層のインクの層の厚さが４０μｍ程度であり、今回の平坦化の前に造形台１６を３２μｍ下げた場合、ローラ３０２によりインクの層の上面を平坦化することにより、前回の平坦化後に形成されたインクの層の厚さを、３２μｍに調整する。

また、この主走査動作時においては、吐出ユニット１２の移動方向の後方側になる紫外線光源２２０であるＵＶ２が点灯し、立体物５の最上部に形成されたインクの層を硬化させる。尚、このような主走査動作により形成されるインクの層は、より具体的に、例えば、図３（ａ）に示した５ａ（ｎ＋１）層である。

また、以降は、上記の動作を繰り返す。これにより、例えば、着色された立体物５を適切に造形できる。また、この場合、ローラ３０２により平坦化を行う主走査動作において、ローラ３０２の下端の上下方向位置（Ｚ方向位置）は、毎回一定になる。そのため、ローラ３０２は、毎回、平坦化の前に造形台１６を移動させた距離に応じた寸法（例えば３２μｍ）で、インクの層を平坦化することになる。そのため、本例によれば、例えば、インクの層の平坦化を高い精度で適切に行うことができる。

続いて、本例において形成されるインクの層の様子について、更に具体的に説明をする。図５は、インクの層である５ａ（ｎ）層、及び５ａ（ｎ＋１）層のより具体的な様子の一例を示す図である。この５ａ（ｎ）層、及び５ａ（ｎ＋１）層は、図３（ａ）において符号５ａ（ｎ）、及び５ａ（ｎ＋１）を付した層である。

図５（ａ）は、５ａ（ｎ）層の形成時の様子の一例を示す。上記においても説明をしたように、５ａ（ｎ）層は、往路方向への主走査動作により形成するインクの層である。この場合、主走査動作時において、吐出ユニット１２は、図中の右方向へ移動しつつインク滴を吐出する。また、その結果、図４等に示した本例の構成の吐出ユニット１２を用いる場合、例えばＣＭＹＫインク及びクリアインクを用いて形成する着色領域５３においては、先ず、右端のインクジェットヘッドであるクリアインク用ヘッド２０８が吐出するクリアインク（Ｔ）のインク滴が、着滴（着弾）する。また、その後、右側からのインクジェットヘッドの並び順に応じて、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色のインク滴が、順番に着滴する。

尚、図５（ａ）においては、図示の便宜上、模式的に、１滴のインク滴により形成されるインクのドットを、一つの四角形により表現している。しかし、実際の構成において、隣接するインクのドットは、例えば、少なくとも一部が重なるように形成される。そして、この場合、先に着滴したインク滴により形成されるインクのドットの上に、後で着滴するインク滴により形成されるインクのドットが重なることになる。

また、図５（ａ）に示すように、往路方向への主走査動作により、吐出ユニット１２は、それぞれの領域に応じたインクジェットヘッドからインク滴を吐出することにより、着色領域５３の他に、内部白色領域５１、内部クリア領域５２、及び外部クリア領域５４を更に形成する。また、図中に三次元構造物の表面として破線で示した立体物５の表面の外側に、造形材用ヘッド２０４により、サポート６を形成する。

図５（ｂ）は、５ａ（ｎ＋１）層の形成時の様子の一例を模式的に示す。上記においても説明をしたように、５ａ（ｎ＋１）層は、復路方向への主走査動作により形成するインクの層である。この場合、主走査動作時において、吐出ユニット１２は、図中の左方向へ移動しつつインク滴を吐出する。また、その結果、本例の構成の吐出ユニット１２を用い、立体物５の同じ位置へインク滴を吐出する場合、左側のインクジェットヘッドにより吐出されるインク滴から順番に、着滴することになる。より具体的には、例えば、仮に、同じ位置へインク滴を吐出するとした場合、着滴の順番は、吐出ユニット１２において左端に位置するサポート材用ヘッド２１０のインク滴が一番先に着滴する。また、その後、ＭＯ、Ｗ、・・・の順番となり、最後にクリアインク（Ｔ）が着滴することになる。また、着色領域５３に対しては、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各色のインク滴が順番に着滴し、その後にクリアインク（Ｔ）のインク滴が着滴することになる。

ここで、上記においても説明をしたように、実際の構成において、隣接するインクのドットは、例えば、少なくとも一部が重なるように形成される。そして、着滴の順序がこのようになるため、５ａ（ｎ＋１）層において、他の色よりも後で着滴するクリアインク（Ｔ）のドットは、他の色のインクのドットよりも上の位置に形成されることになる。また、少なくとも、クリアインク（Ｔ）のドットの上に、ＹＭＣＫインク等の有色のインクのドットが形成されることはない。すなわち、少なくとも平坦化動作を行う主走査動作において、クリアインク用ヘッド２０８は、例えば、同じ主走査動作において有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋが吐出したインク滴により形成された有色のインクのドットの上にクリアインクが重なるように、クリアインクのインク滴を吐出する。

また、図５（ｃ）は、復路方向への主走査動作で形成されるインクのドットの並び方について、実際の並び方の一例を示す。図に一例を示すように、例えば着色領域５３において、クリアインクのドットは、ＣＭＹＫの各色のインクのドットよりも上側に形成される。

そして、この場合、平坦化動作時において、ローラ３０２は、主にクリアインクと接することになる。そのため、このように構成すれば、例えば、着色領域５３において、ＹＭＣＫインク等の有色のインクの状態をローラ３０２により乱すことを適切に防ぐことができる。また、これにより、互いに異なる色の有色のインクが混ざり、色間滲み等が発生することを適切に防ぐことができる。さらに、内部クリア領域５２、及び外部クリア領域５４のクリアインクと接することでも同様な効果が得られる。

また、この場合、図４に関連しても説明をしたように、ローラ３０２の下端の上下方向位置（Ｚ方向位置）は、毎回一定になる。そのため、ローラ３０２は、毎回、平坦化の前に造形台１６を移動させた距離に応じた寸法（例えば３２μｍ）で、インクの層を平坦化することになる。そのため、本例によれば、例えば、インクの層の平坦化を高い精度で適切に行うことができる。

以上のように、本例においては、例えば、ローラ３０２による平坦化を行うことにより、高い精度で適切に立体物５を造形できる。また、主にクリアインクがローラ３０２と接する構成で平坦化を行うことにより、例えば、色間滲み等が発生することを適切に防ぐことができる。そのため、本例によれば、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

ここで、立体物造形装置１０の構成については、上記において説明をした具体的な構成に限らず、更なる変形等を行うことも考えられる。そこで、以下、立体物造形装置１０の構成の各種変形例等について、説明をする。

立体物造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、クリアインク用ヘッド２０８が吐出するインク滴の容量について、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋが吐出するインク滴の容量よりも大きくすることが考えられる。このように構成した場合、例えば、クリアインクにより形成されるインクのドットの高さが有色のインクのドットの高さよりも高くなる。また、その結果、例えば、平坦化動作において、特に、ＹＭＣＫインクとローラ３０２とを接触させずに、クリアインクに対して平坦化を行いやすくなる。そのため、このように構成すれば、例えば、異なる色の有色インクが混じることをより発生しにくくできる。また、これにより、例えば、着色された立体物をより適切に造形できる。

また、吐出ユニット１２の構成についても、例えば、図２に示した構成以外への変形を行ってもよい。この場合、クリアインク用ヘッド２０８について、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋよりも平坦化ローラユニット２２２に近い位置に配設することが好ましい。

より具体的には、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋと、クリアインク用ヘッド２０８とについて、副走査方向における位置をずらして配設してもよい。この場合、より具体的、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋと、クリアインク用ヘッド２０８とについて、主走査方向における位置を揃えて、副走査方向へ並べて配設してもよい。

また、この場合、着色領域５３に対し、少なくとも平坦化を行う主走査動作時において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋよりも後でクリアインク用ヘッド２０８がインク滴を吐出するように、それぞれのインクジェットヘッドを配設することが好ましい。

また、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのそれぞれについて、主走査方向における位置を揃えて、副走査方向へ並べて配設してもよい。更には、例えば、造形材用ヘッド２０４、白インク用ヘッド２０６、及びサポート材用ヘッド２１０の少なくとも一部についても、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等に対し、副走査方向における位置をずらして配設してもよい。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えば、立体物造形方法に好適に用いることができる。

５・・・立体物、６・・・サポート、１０・・・立体物造形装置、１２・・・吐出ユニット、１４・・・主走査駆動部、１６・・・造形台、１８・・・制御部、５０・・・内部造形領域、５１・・・内部白色領域、５２・・・内部クリア領域、５３・・・着色領域、５４・・・外部クリア領域、１０２・・・キャリッジ、１０４・・・ガイドレール、２０２ｙ〜ｋ・・・有色インク用ヘッド、２０４・・・造形材用ヘッド、２０６・・・白インク用ヘッド、２０８・・・クリアインク用ヘッド、２１０・・・サポート材用ヘッド、２２０・・・紫外線光源、２２２・・・平坦化ローラユニット、３０２・・・ローラ、３０４・・・ドクターブレード、３０６・・・インク回収部

Claims (11)

1. 積層造形法により立体物を造形する立体物造形方法であって、
   所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂の層を形成する層形成動作と、
   前記層形成動作で形成された前記硬化性樹脂の層を硬化させる硬化動作と
   を複数回繰り返して行うことにより、硬化した前記硬化性樹脂の層を複数層重ねて形成し、
   前記層形成動作において、
   インクジェット方式で前記硬化性樹脂の液滴を吐出する吐出ヘッドを用い、前記硬化性樹脂の層を形成すべき領域へ前記硬化性樹脂を塗布する吐出動作と、
   前記吐出動作で塗布された前記硬化性樹脂を平坦化する平坦化動作と
   を行い、
   前記吐出動作において、前記硬化性樹脂の層の少なくとも一部の領域である着色領域に対して着色を行い、
   前記着色領域へ液滴を吐出する前記吐出ヘッドとして、
   透明色のインクであるクリアインクのインク滴を吐出するクリアインク用ヘッドと、
   互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれ吐出する複数の有色インク用ヘッドと
   を用い、
   前記平坦化動作において、インクの層の表面のインクを掻き取るローラを用いて、平坦化を行い、
   前記吐出動作において、前記クリアインク用ヘッド及び前記複数の有色インク用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、前記硬化性樹脂を塗布し、
   前記平坦化動作は、少なくとも一回の前記主走査動作が行われる間に前記硬化性樹脂を平坦化する動作であり、
   前記平坦化動作を行う前記主走査動作おける前記クリアインク用ヘッド及び前記複数の有色インク用ヘッドの移動方向において、前記クリアインク用ヘッドは、前記複数の有色インク用ヘッドよりも後方側に配設され、
   前記移動方向において前記複数の有色インク用ヘッドよりも後方側に配設されることにより、前記平坦化動作を行う前記主走査動作において、前記クリアインク用ヘッドは、前記着色領域を構成する各位置に対し、前記複数の有色インク用ヘッドにより吐出される有色のインクのインク滴よりも着弾のタイミングが後になるように、前記クリアインクのインク滴を吐出することを特徴とする立体物造形方法。
2. 少なくとも前記平坦化動作を行う前記主走査動作において、前記クリアインク用ヘッドは、同じ前記主走査動作において前記複数の有色インク用ヘッドが吐出したインク滴により形成された前記有色のインクのドットの上に前記クリアインクが重なるように、前記クリアインクのインク滴を吐出することを特徴とする請求項１に記載の立体物造形方法。
3. 前記硬化性樹脂は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体物造形方法。
4. 前記平坦化動作は、前記吐出動作で塗布された前記硬化性樹脂を前記ローラにより平坦化する動作であり、
   前記ローラは、前記硬化性樹脂に対して濡れ性を有するローラであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の立体物造形方法。
5. 前記平坦化動作は、前記吐出動作で塗布された前記硬化性樹脂を平坦化機構である前記ローラにより平坦化する動作であり、
   前記クリアインク用ヘッドは、いずれの前記有色インク用ヘッドよりも、前記平坦化機構に近い位置に配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の立体物造形方法。
6. 前記吐出動作において、前記クリアインク用ヘッド及び前記複数の有色インク用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、前記硬化性樹脂を塗布し、かつ、前記主走査方向における往復の前記主走査動作を行い、
   前記複数の有色インク用ヘッド、前記クリアインク用ヘッド、及び前記平坦化機構は、前記主走査方向へ並べて配設されており、
   前記主走査動作時において、前記平坦化機構は、前記クリアインク用ヘッド及び前記複数の有色インク用ヘッドと共に移動し、
   前記平坦化動作は、前記往復の主走査動作のうち、往路又は復路のいずれか一方の前記主走査動作を行う間に前記硬化性樹脂を平坦化する動作であり、
   前記平坦化動作を行う前記主走査動作において、前記複数の有色インク用ヘッド、前記クリアインク用ヘッド、及び前記平坦化機構は、これらのうちで前記平坦化機構が最も後ろ側になる向きで、前記主走査方向へ移動することを特徴とする請求項５に記載の立体物造形方法。
7. 前記硬化性樹脂は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂であり、
   前記硬化動作は、紫外線光源により紫外線を照射することにより、前記硬化性樹脂の層を硬化させる動作であり、
   前記複数の有色インク用ヘッド、前記クリアインク用ヘッド、前記平坦化機構、及び前記紫外線光源は、この順番で、前記主走査方向へ並べて配設されていることを特徴とする請求項６に記載の立体物造形方法。
8. 前記層形成動作において、前記硬化性樹脂の層として、造形する前記立体物において内部の領域になる内部領域と、前記内部領域の周囲を囲む前記着色領域とを有する層を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の立体物造形方法。
9. 前記吐出動作において、前記吐出ヘッドとして、白色のインクのインク滴を吐出する白インク用ヘッドを更に用い、
   前記層形成動作で形成する前記内部領域は、
   前記クリアインクにより形成される領域であり、前記着色領域と接する内部クリア領域と、
   少なくとも前記白色のインクを用いて形成される領域であり、前記内部クリア領域を挟んで前記着色領域と接する内部白色領域と
   を有することを特徴とする請求項８に記載の立体物造形方法。
10. 前記クリアインク用ヘッドが吐出するインク滴の容量は、それぞれの前記有色インク用ヘッドが吐出するインク滴の容量よりも大きいことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の立体物造形方法。
11. 積層造形法により立体物を造形する立体造形装置であって、
    請求項１から１０のいずれかに記載の印刷方法により前記立体物を造形することを特徴とする立体物造形装置。