JP6532286B2 - 立体物造形装置及び立体物造形方法 - Google Patents

Description

本発明は、立体物造形装置及び立体物造形方法に関する。

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（記録ヘッド）から吐出することで立体物を造形する方法（インクジェット積層法）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４４２０６８５号公報

インクジェット積層法において、立体物の造形は、例えば、立体物の造形用のインクのインク滴を吐出する造形材用ヘッドや、立体物を支持するサポート層の材料となる液滴（インク滴）を吐出するサポート材用ヘッド等を用いて行う。例えば、造形のみを行い、立体物の着色を行わない場合には、これらの２種類のインクジェットヘッドのみを用意すれば、立体物を造形できる。

ここで、従来、インクジェット積層法で造形を行う造形装置（造型機）において、立体物を高さ方向へ造形する造形速度は、１〜２ｃｍ/ｈ程度である。そのため、例えば高さが１０ｃｍ程度の立体物を造形する場合、半日以上の時間を要することになる。これに対し、造形速度を高速化するためには、例えば、多数の造形材用ヘッドやサポート材用ヘッドを用いて造形を行うことも考えられる。しかし、この場合、装置の大型化や高価格化が避けられないことになる。

そのため、従来、造形速度をより適切に高速化できる構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる立体物造形装置及び立体物造形方法を提供することを目的とする。

近年、インクジェット積層法で立体物を造形する場合において、立体物の表面をカラーインクで着色することが検討されている。そして、この場合、造形材用ヘッドやサポート材用ヘッドに加え、必然的に、使用するカラーインクの数分のインクジェットヘッドが必要になる。より具体的には、例えば、少なくとも、カラー表現に用いるプロセスカラー、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色分と、減法混色法によるカラー表現に必要な白のインクジェットヘッドが更に必要になる。

これに対し、本願の発明者は、着色された立体物を造形可能な立体物造形装置において、造形部分やサポート層に対するインク滴の吐出を、造形材用ヘッドやサポート材用ヘッドに加え、カラーインク用のインクジェットヘッドにも行わせることを考えた。また、より具体的に、例えば、着色された立体物を造形可能な立体物造形装置において、着色が不要な立体物を造形する場合等に、カラーインク用のインクジェットヘッドの少なくとも一部を、造形材用ヘッドやサポート材用ヘッドの用途でも用いることを考えた。また、この場合、例えば、立体物を着色する場合においても、必要に応じて、造形部分やサポート層の一部へのインク滴の吐出を、カラーインク用のインクジェットヘッドにも行わせてもよい。このように構成すれば、例えば、必要以上の装置の大型化や高価格化を生じさせることなく、立体物の造形速度を適切に高速化できる。すなわち、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）所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、積層造形法により立体物を造形する立体物造形装置であって、硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、複数の有色インク用ヘッド、及び硬化手段の動作を制御する制御部とを備え、予め用意された画像に基づいて立体物の少なくとも表面を着色する場合、制御部は、少なくとも、立体物の外部から色彩が視認できる領域である立体物の外周領域に対し、画像に基づいて複数の有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させ、少なくとも、画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、制御部は、外周領域よりも内側の領域である内部領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させる。

このように構成した場合、例えば、着色された立体物を造形する場合において、複数の有色インク用ヘッドにより、立体物を適切に着色できる。また、例えば、着色の必要がない立体物を造形する場合において、着色用ヘッドを内部領域の造形用に用いることで、造形速度を適切に高速化できる。また、この場合、着色用ヘッドは、着色された立体物を造形するために必須の構成である。そのため、高速化のためだけに新たにインクジェットヘッドを追加すること等は必要ない。そのため、このように構成すれば、例えば、必要以上の装置の大型化や高価格化を生じさせることなく、立体物の造形速度を適切に高速化できる。

尚、この構成において、インクとは、例えば、インクジェットヘッドから吐出する液体のことである。また、インクジェットヘッドとは、例えば、インクジェット方式で液体を吐出する液体吐出ヘッドのことである。インクジェット方式とは、例えば、ピエゾ素子等の駆動素子を駆動することにより、ノズルから液滴を吐出させる方式のことである。また、立体物造形装置は、例えば、立体物の造形用のインクのインク滴を吐出する造形材用ヘッドや、サポート層の材料となるインク滴を吐出するサポート材用ヘッド等を更に備えてよい。

また、有色インク用ヘッドは、例えば、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、制御部に指定された位置へ、インク滴を吐出する。また、着色された立体物を造形する場合、制御部は、有色インク用ヘッドに、マルチパス方式でインク滴を吐出させる。この場合、マルチパス方式とは、例えば、各回の主走査動作において、予め設定されたマスクデータにより指定される一部の着弾位置に対し、インク滴を吐出する動作である。このように構成すれば、例えば、立体物の着色を高い精度でより適切に行うことができる。また、例えば、着色の必要がない立体物を造形する場合において、制御部は、各インクジェットヘッドに、１層あたり１回のパスでインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、マルチパス方式でインク滴を吐出する場合と比べ、造形速度をより適切に高速化できる。

（構成２）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、硬化手段は、紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線を発生する紫外線光源である。このように構成すれば、例えば、立体物の造形をより適切に行うことができる。

（構成３）画像に基づいて立体物の表面を着色する場合においても、制御部は、内部領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、着色された立体物を造形する場合においても、造形速度をより適切に高速化できる。

（構成４）複数の有色インク用ヘッドとして、プロセスカラーの各色用のインクジェットヘッドを備え、内部領域へインク滴を吐出する少なくともいずれかの有色インク用ヘッドは、プロセスカラーにおけるいずれかの色用のインクジェットヘッドである。このように構成すれば、造形速度を適切に高速化できる。

（構成５）画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、制御部は、外周領域の色が予め設定された範囲内の色になるように、複数の有色インク用ヘッドの動作を制御する。

有色インク用ヘッドを用いて造形を行った場合、造形される立体物の色は、有色インクの色の影響を受けることになる。そのため、着色の必要がない立体物を造形する場合においても、有色インク用ヘッドを用いて造形を行えば、立体物が着色されることになる。

しかし、この場合において、例えば立体物の表面の色が不均一になりすぎると、立体物の外観の印象が悪くなるおそれがある。特に、造形後の着色等も行わない場合、最終製品の外観の印象が悪くなるおそれがある。

これに対し、このように構成した場合、着色の必要がない立体物を造形する場合においても、立体物の表面の色をある程度の範囲で均一化することができる。また、これにより、立体物の外観の印象が悪くなることを適切に防ぐことができる。

尚、外周領域の色が予め設定された範囲内の色になるとは、例えば、立体物の表面の色が一定の範囲内の色になることである。また、より具体的に、立体物の表面の色が一定の範囲内の色になるとは、例えば、プロセスカラーの各色のインクについて、表面付近において、色の混ぜ方の比率が一定範囲内になることである。

（構成６）無彩色のインクのインク滴をインクジェット方式で吐出する無彩色インク用ヘッドを更に備え、少なくとも、画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、制御部は、無彩色インク用ヘッドに、少なくとも内部領域へインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、造形速度をより適切に高速化できる。

（構成７）無彩色のインクは、白色のインク、又は透明色のインクであるクリアインクである。このように構成すれば、例えば、造形速度を適切に高速化できる。

（構成８）無彩色のインクは、透明色のインクであるクリアインクであり、画像に基づいて立体物の表面を着色する場合、制御部は、無彩色インク用ヘッドに、少なくとも外周領域外周領域において着色がされる領域へ、インク滴を吐出させる。

立体物の着色を行う場合、外周領域において着色の対象となる各位置に対しては、例えば、その位置へ着色すべき色に応じた比率で、プロセスカラーの各色のカラーインクのインク滴を吐出することになる。そして、この場合、例えばカラーインクのみで外周領域を形成すると、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、このように構成した場合、外周領域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とができる。そのため、このように構成すれば、例えば、外周領域の各位置において、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、例えば、より高い精度で立体物の造形及び着色を行うことができる。

（構成９）立体物の造形用のインクであり、複数の有色インク用ヘッドとは異なる色のインクをインクジェット方式で吐出する造形材用ヘッドを更に備え、少なくとも、画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、制御部は、内部領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッド、及び造形材用ヘッドにインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、造形速度をより適切に高速化できる。

尚、造形用のインクは、例えば、造形専用のインクであってよい。また、造形用のインクとして、例えば白色のインクや、クリアインク等を用いることも考えられる。

（構成１０）造形中の立体物を上面に載置する載置台を更に備え、制御部は、少なくともいずれかの有色インク用ヘッド及び造形材用ヘッドに、載置台上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、内部領域を構成するそれぞれのインクの層を形成させる。このように構成すれば、例えば、造形用のインクに混合して有色のインクを吐出することにより、内部領域を構成する各層を適切に形成することができる。

（構成１１）造形中の立体部の外周を囲むことで立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドを更に備え、制御部は、サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、かつ、少なくとも、画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させる。

このように構成した場合、サポート層についても、より高速に適切に形成することができる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形速度をより適切に高速化できる。

尚、サポート層の材料は、例えば、水で溶解可能な水溶性の材料で且つ紫外線硬化型樹脂を含むインクである。サポート層は造形後に除去されるものであるので、造形物よりも紫外線による硬化度が弱い材料が好ましく、また立体物の造形完了後に、例えば水により容易に細部まで溶解除去される。そのため、有色インク用ヘッドは、サポート層が形成される領域に対し、例えば、サポート層を適切に除去できる範囲内の密度で、インク滴を吐出する。より具体的に、有色インク用ヘッドは、例えば、有色インクの硬化によりサポート層が強く固まらない範囲内の密度で、インク滴を吐出する。このように構成すれば、例えば、サポート層の形成を適切に高速化できる。

（構成１２）サポート材用ヘッドと、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドとは、サポート層が形成される領域に対し、物性が互いに異なるインクのインク滴を吐出する。この場合、物性とは、例えば、色、硬度、弾性、又は強度等である。また、この場合、物性として、特に、硬度、弾性、又は強度の少なくともいずれかを異ならせることが好ましい。

このように構成すれば、例えば、サポート層の組成について、サポート材用ヘッドにより吐出されたインク（サポート層の材料）と、有色インク用ヘッドにより吐出されたインク（有色のインク）との割合を調整することで、サポート層の物性を様々に変化させることができる。また、これにより、例えば、所望の物性を有するサポート層をより適切に形成できる。

（構成１３）造形中の前記立体物を上面に載置する載置台を更に備え、サポート材用ヘッドと、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドとは、サポート層が形成される領域に対し、載置台に対する接着強度が互いに異なる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、載置台に対するサポート層の接着性を適切に制御することができる。

ここで、造形中の立体物をサポート層により確実に支持するためには、例えば、サポート材用ヘッドから吐出するサポート層の材料として、載置台に対する接着性が高い材料を用いることが考えられる。しかし、この場合、載置台に対するサポート層の接着性が高くなりすぎると、造形の完了後に立体物を載置台から取り外すことが難しくなるおそれがある。また、取り外し時等に余計な力が入り、立体物が破損することも考えられる。

これに対し、例えば、サポート層の材料とは接着性の異なる有色のインクを更に用いてサポート層を形成する場合、サポート層中の両者の比率を調整することにより、載置台に対するサポート層の接着性を適度な範囲に調整することができる。また、これにより、載置台からの立体物の取り外しをより容易にすること等が可能になる。

尚、この場合、例えば、有色のインクとして、サポート層の材料よりも載置台に対する接着性が低いインクを用いることが考えられる。また、この構成において、載置台は、例えば、有色インク用ヘッドやサポート材用ヘッドと対向する位置に配設される台状部材（造形台）である。また、立体物の造形時には、例えば、載置台の上に板（例えば樹脂板）やシート等を設置して、その上に立体物を造形すること等も考えられる。この場合、載置台に対する接着強度とは、例えば、載置台上の設置された板やシート等に対する接着強度であってよい。

（構成１４）制御部は、少なくとも、サポート層において載置台に最も近いインクの層の形成時において、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドに、サポート層が形成される領域に対し、インク滴を吐出させる。載置台に最も近いインクの層とは、例えば、載置台上で最初に形成される最下層のインクの層のことである。

このように構成すれば、例えば、サポート層において載置台等と接する最下層のインクの層について、サポート材用ヘッド及び有色インク用ヘッドを用いて適切に形成することができる。また、これにより、載置台に対するサポート層の接着性をより適切に調整できる。

（構成１５）造形中の立体物を上面に載置する載置台を更に備え、制御部は、少なくともいずれかの有色インク用ヘッド及びサポート材用ヘッドに、載置台上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、サポート層を構成するそれぞれのインクの層を形成させる。このように構成すれば、例えば、サポート材用ヘッドから吐出するサポート層の材料に混合して有色のインクを吐出することにより、サポート層を構成する各層を適切に形成することができる。

（構成１６）制御部は、サポート層が形成される領域へ少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させることにより、有色のインクが重なることで形成された柱状体をサポート層内に形成させる。

このように構成した場合、例えば、有色のインクで形成された柱状体（ピラー）が内部の形成された状態でサポート層を形成することができる。また、これにより、例えば、柱状体で支えられたより強固なサポート層を形成することができる。また、この場合、柱状体以外の部分は、例えば、サポート材用ヘッドから吐出される、除去が容易なサポート層の材料で埋められる。そのため、柱状体を形成することでサポート層の除去が困難になることもない。従って、このように構成すれば、例えば、造形中の立体物をより確実に支える強固な構成を有し、かつ、除去も容易なサポート層をより適切に形成することができる。

尚、制御部は、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドに、例えば一定の間隔で並ぶ複数の柱状体を形成させることが好ましい。また、柱状体に加え、複数の柱状体を繋ぐ領域を更に有色のインクで形成し、サポート層内での有色のインクの部分を網目状にしてもよい。この場合、有色のインクにより、例えば、複数の柱状体に加え、複数の柱状体を繋ぐ膜状の領域等を形成することが考えられる。このように構成すれば、例えば、より強固なサポート層を形成することができる。

（構成１７）所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、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、硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、硬化性樹脂を硬化させる硬化手段とを用い、複数の有色インク用ヘッド、及び硬化手段の動作を制御し、予め用意された画像に基づいて立体物の少なくとも表面を着色する場合、少なくとも、立体物の外部から色彩が視認できる領域である立体物の外周領域に対し、画像に基づいて複数の有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させ、少なくとも、画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、外周領域よりも内側の領域である内部領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。

（構成１８）所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、積層造形法により立体物を造形する立体物造形装置であって、硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、造形中の立体部の外周を囲むことで立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドと、複数の有色インク用ヘッド、硬化手段、及びサポート材用ヘッドの動作を制御する制御部とを備え、制御部は、サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、かつ、少なくとも、予め用意された画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させる。

このように構成すれば、例えば、サポート層の形成を適切に高速化できる。また、これにより、立体物の造形速度を適切に高速化できる。尚、この場合、例えば、構成１２〜１６等と同様にしてサポート層を形成してもよい。このように構成すれば、例えば、構成１２〜１６と同様の効果を得ることができる。また、有色インク用ヘッドは、例えば、立体物の表面を着色する場合においても、制御部の指示に応じて、サポート層が形成される領域に対し、インク滴を吐出してもよい。

（構成１９）所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、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、硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、造形中の立体部の外周を囲むことで立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドとを用い、複数の有色インク用ヘッド、硬化手段、及びサポート材用ヘッドの動作を制御し、サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、かつ、少なくとも、予め用意された画像に基づいて立体物の表面を着色しない場合、サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、構成１８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、立体物の造形速度を適切に高速化できる。

本発明の一実施形態に係る立体物造形装置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。 着色造形動作により造形される立体物５の構成の一例を示す模式図である。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。 着色造形動作を行う場合について、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。 、着色造形動作により形成される各領域について、より詳細な構成の一例を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）に示した５ａ（ｎ）層及び５ａ（ｎ＋１）層について、より詳細な構成の一例を示す。 造形中の立体物５及びサポート６の垂直断面図である。 サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４を形成するパターンについて説明をする図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４を形成するパターンの例を示す。 有色インクの柱状体を形成する場合のサポート６の構成について説明をする図である。図９（ａ）は、サポート６の構成の一例を示す。図９（ｂ）は、サポート６の構成の他の例を示す。

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、本例において、立体物造形装置１０は、例えば、造形すべき立体物５を示すデータに応じて、立体物５の造形の動作として、予め用意された画像に基づいて立体物の少なくとも表面を着色する動作（以下、着色造形動作という）と、画像に基づいて立体物の表面を着色しない動作（以下、非着色造形動作という）とを行う。この場合、着色造形動作とは、例えば、三次元構造物の形状情報と、カラー画像情報とを用いて、着色された三次元構造物を造形する動作である。また、非着色造形動作とは、例えば、三次元構造物の形状情報及びカラー画像情報のうち、三次元構造物の形状情報のみを用い、カラー画像情報を用いずに行う造形動作である。非着色造形動作は、着色が不要な三次元構造物を造形する動作であってよい。色造形動作及び非着色造形動作については、後に更に詳しく説明をする。

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）を用いる二次元画像印刷用の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（インク滴）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インク滴等を吐出し、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の指示に応じてインク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の材料となるインク滴として、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、着色造形動作を行う場合、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の外周を囲むことで立体物５を支持する積層構造物（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、載置台の一例であり、造形中の立体物５を上面に載置する。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、サポート材用ヘッド２１０、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インク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、サポート材用ヘッド２１０、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。

尚、本例において、ＹＭＣＫの各色は、プロセスカラーの各色の一例である。また、吐出ユニット１２は、例えば、各色の炎色や、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）やオレンジ等の色用のインクジェットヘッドを更に有してもよい。また、白色のインク及びクリアインクは、無彩色のインクの一例である。また、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋは、プロセスカラーの各色用のインクジェットヘッドの一例である。白インク用ヘッド２０６及びクリアインク用ヘッド２０８は、無彩色インク用ヘッドの一例である。

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（モデル材ＭＯ）のインク滴を吐出する。造形用インクは、例えば造形専用のインクであってよい。また、本例において、造形用インクは、ＣＭＹＫインクの各色とは異なる色のインクである。造形用インクとしては、例えば、白色のインク又はクリアインク等を用いることも考えられる。

サポート材用ヘッド２１０は、サポート６（図１参照）の材料（サポート材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く、また造形後に除去されるものであるので、造形物よりも紫外線による硬化度が弱く、分解し易い材料が好ましい。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。また、本例において、複数の紫外線光源２２０は、硬化性樹脂を硬化させる硬化手段の一例である。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。

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を造形する動作を行う。また、着色造形動作を行う場合には、更に、立体物５の表面を着色する動作を行い。また、これらの動作として、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、吐出ユニット１２における各インクジェットヘッド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。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。

尚、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におけるインクジェットヘッドは、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、吐出ユニット１２における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。

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、着色造形動作により造形される立体物５の構成の一例を示す模式図である。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。

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、本例において立体物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、内部領域及び外周領域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。外周領域とは、例えば、立体物５の外部から色彩が視認できる領域（外郭領域）である。また、本例において、着色造形動作を行う場合、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。また、外周領域として、着色領域５３及び外部クリア領域５４を形成する。

尚、図示は省略したが、非着色造形動作を行う場合、立体物造形装置１０は、例えば、内部領域及び外周領域として、造形用の領域のみを形成する。この場合、内部領域及び外周領域は、共に、着色造形動作を行う場合の内部造形領域５０と同様の構成の領域であってよい。また、必要に応じて、外周領域において、外部クリア領域５４と同様の領域を形成してもよい。非着色造形動作については、後に更に詳しく説明をする。以下においては、先ず、着色造形動作について、説明をする。

内部造形領域５０は、着色造形動作により造形する立体物５において最も内側の部分を構成する領域（Ｍｏ層）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、着色造形動作を行う場合、立体物造形装置１０は、少なくとも、造形材用ヘッド２０４を用いて、内部造形領域５０を形成する。また、本例においては、造形材用ヘッド２０４に加え、更に、内部造形領域５０の少なくとも一部を造形するために、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、及びクリアインク用ヘッド２０８を用いる。これにより、着色造形動作を行う場合、立体物造形装置１０は、内部造形領域５０の少なくとも一部を、白色のインク、クリアインク、及びカラーインクにより形成する。このように構成すれば、例えば、複数のインクジェットヘッドを用いて内部造形領域５０を形成することにより、例えば、立体物５の造形をより短時間で行うことが可能になる。

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、造形材用ヘッド２０４、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、及びクリアインク用ヘッド２０８のうち、一部のインクジェットヘッドのみを用いて行ってもよい。例えば、制御部１８（図１参照）は、内部造形領域５０に対し、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかと、造形材用ヘッド２０４とに、インク滴を吐出させてよい。このように構成した場合も、例えば、造形材用ヘッド２０４のみで内部造形領域５０を形成する場合と比べ、立体物５の造形速度を適切に高速化できる。また、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのいずれかのみを用いて内部造形領域５０を形成すること等も考えられる。

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（Ｗ層）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（Ｔ層）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（着色層）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。この場合、制御部１８は、カラー画像情報を示す画像に基づいて有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋにインク滴を吐出させることにより、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋに、着色領域５３への着色を行わせる。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（Ｔ層）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の表面を適切に保護し、また着色領域５３の自然光の紫外線による退色を防止することができる。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、着色造形動作を行う場合に、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。そのため、本例によれば、例えば、着色された立体物５を造形する場合において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋにより、立体物５をより適切に着色できる。

また、図１（ｂ）等を用いて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、立体物５の周囲に、サポート６（Ｓ層）を形成する。また、立体物造形装置１０は、少なくともサポート材用ヘッド２１０を用いて、サポート６を形成する。また、本例においては、着色造形動作を行う場合、サポート６の一部を造形するために、サポート材用ヘッド２１０に加え、更に、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、及びクリアインク用ヘッド２０８を用いる。また、これにより、立体物造形装置１０は、サポート６の一部を、白色のインク、クリアインク、及びカラーインクにより形成する。このように構成すれば、例えば、複数のインクジェットヘッドを用いてサポート６を形成することにより、例えば、立体物５の造形をより短時間で行うことが可能になる。また、これにより、例えば、立体物５の造形速度を適切に高速化できる。

尚、サポート６の形成において、サポート材用ヘッド２１０以外に用いるインクジェットヘッドは、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、及びクリアインク用ヘッド２０８のうち、一部のインクジェットヘッドのみであってもよい。例えば、制御部１８は、サポート６を形成すべき領域に対し、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかと、サポート材用ヘッド２１０とに、インク滴を吐出させてよい。

また、本例において、サポート６は、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。そのため、サポート６の形成にサポート材用ヘッド２１０以外のインクジェットヘッド（有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等）を用いる場合、そのインクジェットヘッドは、サポート６が形成される領域に対し、例えば、サポート６を適切に除去できる範囲内の密度で、インク滴を吐出する。より具体的に、例えば、サポート材用ヘッド２１０に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いてサポート６を形成する場合、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋは、例えば、インクの硬化によりサポート６が固まらない範囲内の密度で、全体の２０％〜９０％、好ましくは５０％〜８０％の密度でインク滴を吐出する。

続いて、非着色造形動作を行う場合の動作について、説明をする。尚、以下に説明をする点を除き、本例において、非着色造形動作を行う場合の動作は、着色造形動作を行う場合の動作と同一又は同様である。

非着色造形動作を行う場合、立体物５において、着色のための領域は必要ない。そのため、この場合、例えば、内部白色領域５１や着色領域５３を形成する必要はない。また、その結果、内部白色領域５１と着色領域５３との間に、内部クリア領域５２を形成する必要もない。

そのため、上記においても説明をしたように、非着色造形動作を行う場合、立体物造形装置１０は、例えば、内部領域及び外周領域として、造形用の領域のみを形成する。この場合、内部領域及び外周領域は、共に、着色造形動作を行う場合の内部造形領域５０と同様の構成の領域であってよい。また、必要に応じて、外周領域において、外部クリア領域５４と同様の領域を形成してもよい。

また、この場合、立体物造形装置１０は、造形用の領域である内部領域の形成を、着色造形動作時に内部造形領域５０を形成する場合と同様に、造形材用ヘッド２０４に加え、他のインクジェットヘッドを更に用いて行う。例えば、非着色造形動作を行う場合、制御部１８は、内部領域に対し、造形材用ヘッド２０４と、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかとに、インク滴を吐出させる。また、より具体的には、例えば、内部領域の少なくとも一部を造形するために、造形材用ヘッド２０４に加え、更に、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ、白インク用ヘッド２０６、及びクリアインク用ヘッド２０８を用いる。より具体的には、例えば、内部領域に対し、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかと、造形材用ヘッド２０４とに、インク滴を吐出させてよい。また、非着色造形動作を行う場合、例えば、外部から色彩が視認できる領域である外周領域の少なくとも一部も、内部領域の形成と同様に行ってよい。

また、非着色造形動作時において、サポート６の形成も、着色動作時と同様に、サポート材用ヘッド２１０に加え、他のインクジェットヘッドを更に用いて行う。例えば、本例において、サポート６の形成は、少なくとも、サポート材用ヘッド２１０と、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかとを用いて行う。この場合、制御部１８は、サポート６が形成される領域に対し、サポート材用ヘッド２１０と、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかとに、インク滴を吐出させる。

本例によれば、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等を内部領域等の造形用に用いることで、例えば造形材用ヘッド２０４のみで内部領域を形成する場合と比べ、造形速度を適切に高速化できる。また、サポート６についても、サポート材用ヘッド２１０のみではなく、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかを更に用いて形成することで、より高速に適切に形成することができる。そして、この場合、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋは、着色された立体物５を造形するために必須の構成である。そのため、高速化のためだけに新たにインクジェットヘッドを追加すること等は必要ない。そのため、このように構成すれば、例えば、必要以上の装置の大型化や高価格化を生じさせることなく、立体物５の造形速度を適切に高速化できる。

ここで、本例における造形用の領域や、サポート６の形成に関し、留意すべき事項等について、補足説明をする。本例においては、上記のように、立体物５における造形用の領域の形成を、造形材用ヘッド２０４のみではなく、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかを用いて行う。そのため、形成される造形用の領域は、ＹＭＣＫの少なくともいずれかの色のインクにより、着色されることになる。

そして、この場合、造形用の領域に対する色の付き方によっては、立体物５の視認結果に影響を与えるおそれもある。例えば、着色造形動作を行う場合、内部造形領域５０において着色領域５３に近い部分に余計な色がつくと、立体物５の色味が変化するおそれもある。

そのため、着色造形動作時において、内部白色領域５１の内側にある内部造形領域５０への有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋによるインク滴の吐出は、立体物５の本来の着色に影響を与えないように、内部白色領域５１から十分に離間した位置に対して行うことが好ましい。この場合、内部白色領域５１から十分に離間した位置とは、例えば、内部白色領域５１を通して色が視認できない距離以上離間した位置のことである。このように構成すれば、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いて行う内部造形領域５０の形成を、より適切に行うことができる。

また、非着色造形動作時においても、例えば立体物５の表面の色が不均一になりすぎると、立体物５の外観の印象が悪くなるおそれがある。例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いて立体物５を造形した結果、立体物５の表面が無秩序に着色された場合、最終製品の外観の印象が悪くなるおそれがある。

そこで、非着色造形動作を行う場合も、立体物５の表面の色については、ある程度の範囲で均一化することが好ましい。この場合、制御部１８は、例えば、立体物５の外周領域の色が予め設定された範囲内の色になるように、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの動作を制御する。外周領域の色が予め設定された範囲内の色になるとは、例えば、立体物５の表面の色が一定の範囲内の色になることである。また、より具体的に、立体物５の表面の色が一定の範囲内の色になるとは、例えば、プロセスカラーの各色のインクについて、表面付近において、色の混ぜ方の比率が一定範囲内になることである。このように構成すれば、例えば、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いて立体物５を造形した場合も、立体物５の外観の印象が悪くなることを適切に防ぐことができる。

また、サポート６についても、例えば立体物５の表面と接する位置へ有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋによりインク滴を吐出した場合、立体物５においてサポート６と接触する位置へ、サポート６の色が移るおそれもある。そのため、サポート６の形成についても、例えば立体物５の表面にはサポート材が接するように、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋによるインク滴の吐出は、立体物５の表面から十分に離間した位置に対して行うことが好ましい。

続いて、本例において立体物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。また、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。

尚、図中に示すように、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。また、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ることが好ましい。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。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。

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。

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、着色造形動作を行う場合、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、非着色造形動作を行う場合、造形データに基づき、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。尚、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、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。

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。これにより、例えば、着色造形動作を行う場合、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、非着色造形動作を行う場合、造形データに基づき、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、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。

また、上記においても説明をしたように、本例においては、各回の主走査動作により、図３等に関連して説明をした各領域を有するインクの層を形成する。そして、この場合、造形用の領域について、造形材用ヘッド２０４から吐出する造形用インクに加えに、カラーインク（ＹＭＣＫインク）等を更に用いて形成する。また、サポート６の少なくとも一部について、サポート材用ヘッド２１０から吐出するサポート用のインクに加え、カラーインク等を更に用いて形成する。そのため、本例によれば、例えば、造形用の領域を造形材用ヘッド２０４のみで形成する場合や、サポート６をサポート材用ヘッド２１０のみで形成する場合等と比べ、造形速度を適切に高速化できる。

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、着色造形動作を行う場合について、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模式図である。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、着色造形動作時に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、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示す模式図である。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、着色造形動作時において、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。

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。更に、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、着色造形動作を行う場合において、着色された立体物５をより適切に造形できる。

また、非着色造形動作を行う場合、上記においても説明をしたように、立体物造形装置１０は、例えば、立体物５の内部領域及び外周領域として、造形用の領域のみを形成する。この場合も、例えば復路方向への主走査動作時に、ローラ３０２による平坦化を行うことが好ましい。このように構成すれば、例えば、非着色造形動作を行う場合にも、立体物５をより適切に造形できる。

また、本例においては、上記のように、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等を更に用いて内部領域やサポート６を形成することにより、立体物５の造形速度を高速化している。そして、このように構成した場合、例えば、非着色造形動作を行う場合において、特に造形速度を高速化できる。そこで、以下、この点について、更に詳しく説明をする。

着色造形動作を行う場合、着色の解像度に応じて設定される各着弾位置に対し、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのそれぞれによりインク滴を吐出することが必要になる。そのため、例えば高い解像度で立体物５の着色を行うためには、マルチパス方式での主走査動作を行うことが必要になる場合がある。この場合、マルチパス方式とは、例えば、各回の主走査動作において、予め設定されたマスクデータにより指定される一部の着弾位置に対し、インク滴を吐出する動作である。また、この場合、制御部１８は、着色領域５３に対し、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋに、マルチパス方式でインク滴を吐出させる。このように構成すれば、例えば、立体物の着色を高い精度でより適切に行うことができる。しかし、マルチパス方式でインク滴を吐出する場合、必要な主走査動作回数が増える分だけ、造形速度が低下することになる。

一方、非着色造形動作を行う場合、必ずしもマルチパス方式でインク滴を吐出する必要はない。また、本例においては、例えば造形用の領域に対し、造形材用ヘッド２０４に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いて、インク滴を吐出する。また、サポート６を形成する領域に対しても、サポート材用ヘッド２１０に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いて、インク滴を吐出する。

そのため、造形用の領域や、サポート６を形成する領域に対し、１回の主走査動作により、高い密度でインク滴を吐出することが可能になる。そして、この場合、マルチパス方式でのインク滴の吐出を行わなくても、１回の主走査動作で十分な濃度でインク滴を吐出することが可能になる。

そのため、非着色造形動作を行う場合、制御部１８は、各インクジェットヘッドに、１回のパスでインク滴を吐出させてよい。この場合、１回のパスでインク滴を吐出させるとは、例えば、１層のインクの層を１回のパスで形成することである。このように構成すれば、例えば、マルチパス方式でインク滴を吐出する場合と比べ、造形速度をより適切に高速化できる。また、これにより、非着色造形動作を行う場合において、より適切に造形速度を高速化できる。

また、本例においては、着色造形動作及び非着色造形動作のいずれを行う場合にも、造形用の領域に対し、造形材用ヘッド２０４に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いてインク滴を吐出する。また、サポート６に対し、サポート材用ヘッド２１０に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いてインク滴を吐出する。

しかし、立体物造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、非着色造形動作を行う場合にのみ、造形用の領域に対し、造形材用ヘッド２０４に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いてインク滴を吐出してもよい。この場合、着色造形動作時には、例えば、造形材用ヘッド２０４のみで、内部造形領域５０を形成する。また、非着色造形動作を行う場合にのみ、サポート６に対し、サポート材用ヘッド２１０に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いてインク滴を吐出してもよい。この場合、着色造形動作時には、例えば、サポート材用ヘッド２１０のみで、サポート６を形成する。この場合も、例えば、着色造形動作時にはマルチパス方式でインク滴を吐出することにより、内部造形領域５０及びサポート６について、適切な速度で形成することができる。

また、本例においては、以上のように、造形用の領域及びサポート６を形成する領域に対し、造形用及びサポート用のインクジェットヘッドに加えて、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを更に用いる。そして、この場合、複数のインクジェットヘッドで各領域を形成することにより、例えば、単一のインクジェットヘッドで各領域を形成するのに比べて、形成する層の厚さが均一化されるという特有の効果を得ることもできる。すなわち、この場合、複数のインクジェットヘッドで同一走査線上を走査するため、個々のヘッドの個々のノズルから吐出されるインク液滴の量のバラツキが平均化され、層の厚さが均一化され高精度の造形が得られるのである。

尚、上記のように造形用の領域及びサポート６を形成する領域に対し、複数のインクジェットヘッドで１回の主走査動作で１層を形成する場合に、各々のインクジェットヘッドが吐出する液滴が重ならない位置関係であれば、吐出方法に制限はない。一例としては各々のインクジェットヘッドを全ノズル同時にデータに応じた吐出を行い、各々のインクジェットヘッドの吐出タイミングをずらすことで、液滴が重ならない位置関係で１層を形成すればよい。

続いて、内部造形領域５０やサポート６の形成時に有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いる特徴について、更に補足説明を行う。上記においても説明をしたように、図１〜５を用いて説明をした立体物造形装置１０の動作においては、例えば、着色造形動作及び非着色造形動作のいずれを行う場合にも、造形用の領域に対し、造形材用ヘッド２０４に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを用いてインク滴を吐出する。また、サポート６に対し、サポート材用ヘッド２１０に加え、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋ等の他のインクジェットヘッドを用いてインク滴を吐出する。そのため、図５（ａ）、（ｂ）に示したサポート６や、図示を省略している内部造形領域５０は、少なくともいずれかの有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いて形成されることになる。

図６は、着色造形動作により形成される各領域について、より詳細な構成の一例を示す。図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）に示した５ａ（ｎ）層及び５ａ（ｎ＋１）層について、より詳細な構成の一例を示す。

図６に示した場合において、立体物造形装置１０（図１参照）は、造形材用ヘッド２０４（図２参照）に加えて有色インク用ヘッド２０２ｙ（図３参照）を用いて内部造形領域５０（Ｍｏ層）を形成する。また、サポート材用ヘッド２１０（図３参照）に加えて有色インク用ヘッド２０２ｙを用いてサポート６を形成する。この場合、立体物造形装置１０において、制御部１８（図１参照）は、有色インク用ヘッド２０２ｙ及び造形材用ヘッド２０４に、造形台１６上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、内部造形領域５０を構成するそれぞれのインクの層を形成させる。また、有色インク用ヘッド２０２ｙ及びサポート材用ヘッド２１０に、造形台１６上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、サポート６を構成するそれぞれのインクの層を形成させる。このように構成すれば、例えば、造形用インクやサポート６の材料に混合して有色のインクを吐出することにより、内部造形領域５０やサポート６を高速かつ適切に形成することができる。

ここで、図６に示した構成において、内部造形領域５０やサポート６の形成に用いたＹ色のインクは、有色インクの一例である。立体物造形装置１０の構成の変形例においては、有色インク用ヘッド２０２ｙ以外の有色インク用ヘッド２０２ｍ、ｃ、ｋを用いて、Ｙ色以外の色のインク滴を吐出して、内部造形領域５０やサポート６を形成してもよい。また、複数種類の有色インクを用いてもよい。

そして、このような場合において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いることによる造形の高速化について、より一般化して考えると、例えば、造形材用ヘッド２０４及びサポート材用ヘッド２１０のみではなく、造形材用ヘッド２０４ｙ〜ｋの少なくともいずれかからもインク滴を吐出することにより、内部造形領域５０やサポート６の造形速度について、使用するインクジェットヘッドの数に応じた高速化を適切に実現できるといえる。例えば、造形材用ヘッド２０４（又はサポート材用ヘッド２１０）と、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋとのそれぞれから５０％ずつの割合でインクを吐出して内部造形領域５０（又はサポート６）を形成すれば、造形材用ヘッド２０４（又はサポート材用ヘッド２１０）のみで造形を行う場合と比べ、造形速度を２倍に高速化できる。また、例えば有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのうちの複数（例えば２個）を用い、造形材用ヘッド２０４（又はサポート材用ヘッド２１０）からのインクの吐出量と比べて有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋからのインクの吐出量を２倍にすれば、造形材用ヘッド２０４（又はサポート材用ヘッド２１０）のみで造形を行う場合と比べ、造形速度を３倍に高速化できる。

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、一部の領域（例えば、内部クリア領域５２や外部クリア領域５４等）を省略して造形を行ってもよい。また、非着色造形動作を行う場合には、例えば、図６に示した構成から着色領域５３を除いた構成での造形を行うこと等が考えられる。また、この場合、内部クリア領域５２及び外部クリア領域５４を更に省略してもよい。また、内部白色領域５１を更に省略してもよい。

また、上記においては、有色インクを更に用いて内部造形領域５０やサポート６を形成することにより得られる効果について、主に、造形速度を高速化できる点について、説明をした。しかし、このような構成により得られる効果としては、高速化以外の点も考えられる。そこで、以下、この点について、更に詳しく説明をする。

インクジェットヘッドにおいて用いるインクは、通常、インクの組成や種類に応じた物性を有する。そのため、インクの色や種類が異なる場合、通常、インクの物性も異なることになる。この場合、物性とは、例えば、色、硬度、弾性、又は強度等である。そのため、有色インクを更に用いることで複数種類のインクを用いて内部造形領域５０やサポート６を形成する場合、例えば、有色インクの比率を調整することにより、形成される内部造形領域５０やサポート６の物性を変化させること等も可能になる。

より具体的には、例えば、内部造形領域５０の造形について、造形用インク（モデル材）以外に有色インクを更に用いる場合、両者の混合の比率を変化させることにより、内部造形領域５０を構成するインクの層の各種物性値（例えば、色、硬度、弾性、強度等）を様々に変化させることができる。また、この場合、立体物の各部について、部分毎に物性値を異ならせること等もできる。

また、サポート材用ヘッド２１０においては、特に、サポート６の材料として、有色インクとの物性の違いが大きなインクを用いることが考えられる。そして、この場合、サポート６の組成について、サポート材用ヘッド２１０により吐出されるインク（サポート材）と、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋにより吐出されるインク（有色インク）との割合を調整することで、サポート６の物性を様々に変化させることが考えられる。また、これにより、例えば、所望の物性を有するサポート６をより適切に形成できる。

より具体的に、サポート材用ヘッド２１０用のインクとしては、例えば、造形中の立体物をサポート６により確実に支持するために、造形台１６に対する接着性が高い材料を用いることが考えられる。しかし、この場合、造形台１６に対するサポート６の接着性が高くなりすぎると、造形の完了後に立体物を載置台から取り外すことが難しくなるおそれがある。また、取り外し時等に余計な力が入り、立体物が破損することも考えられる。

そのため、このような場合には、例えば、造形台１６に対する接着性がサポート材用ヘッド２１０で用いるインクとは異なる有色インクを更に用いて、サポート６を形成することが考えられる。また、この場合、より具体的に、有色インクとして、サポート材用ヘッド２１０用のインクよりも造形台１６に対する接着性が低いインクを用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、サポート６を構成するインクの比率を調整することにより、造形台１６に対するサポート６の接着性を適度な範囲に調整することができる。また、これにより、造形台１６からの立体物の取り外しをより容易にすること等が可能になる。

尚、立体物の造形時には、例えば、造形台１６の上に板（例えば樹脂板）やシート等を設置して、その上に立体物を造形すること等も考えられる。この場合、造形台１６に対する接着強度とは、例えば、造形台１６上の設置された板やシート等に対する接着強度であってよい。

また、サポート６中の有色インクについては、単に所定の比率で用いるのみではなく、予め設定された位置へインク滴を吐出することにより、サポート６中に有色インクで様々な構造を形成すること等も考えられる。また、このような構造として、各種の目的に応じて予め設定された構造を用いること等が考えられる。そこで、以下、このような構造の例について、説明をする。

図７及び図８は、サポート６中に有色インクで形成する構造の一例を示す図であり、造形台１６に対するサポート６の接着性を制御する目的で形成する構造の例を示す。図７は、造形中の立体物５及びサポート６の垂直断面図である。

造形台１６に対するサポート６の接着性は、特に、サポート６において造形台１６と接触している領域の物性の影響を受けやすい。そのため、有色インクを用いることでサポート６の接着性を制御する場合、少なくとも、サポート６において造形台１６に最も近いインクの層の形成時において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのいずれかに、インク滴を吐出させることが好ましい。この場合、造形台１６に最も近いインクの層とは、例えば、造形台１６上で最初に形成される最下層のインクの層のことである。

より具体的に、この場合、サポート６の少なくとも最下層として、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４を含むインクの層を形成することが考えられる。この場合、サポート材領域４０２は、サポート材用ヘッド２１０により形成される領域である。また、着色インク領域４０４は、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋのいずれかにより形成される領域である。このように構成すれば、例えば、サポート６において造形台１６と接する最下層のインクの層について、サポート材用ヘッド２１０及び有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋを用いて適切に形成することができる。また、これにより、造形台１６に対するサポート６の接着性をより適切に調整できる。

また、着色インク領域４０４については、サポート６の最下層に限らず、更に上の層中にも形成してもよい。また、この場合、サポート６において、サポート材領域４０２と着色インク領域４０４とを予め設定されたパターンで形成することが考えられる。

図８は、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４を形成するパターンについて説明をする図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４を形成するパターンの例を示す。

サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４により構成されるサポート６において、有色インク用ヘッド２０２ｙ〜ｋの少なくともいずれかにより吐出する着色用インクと、サポート材用ヘッド２１０により吐出するサポート材との吐出パターンについて、例えば、図８の（ａ）に示すように、格子状の領域へ着色インクを吐出することで着色インク領域４０４を格子状に形成し、着色インク領域４０４の各格子内にサポート材を吐出することでサポート材領域４０２を形成する吐出パターンにすること等が考えられる。また、例えば図８の（ｂ）に示すように、着色インク領域４０４を縞状に形成し、着色インク領域４０４の縞間にサポート材領域４０２を形成する吐出パターンにしてもよい。また、例えば図８の（ｃ）に示すように、着色インク領域４０４を斑点状に形成し、着色インク領域４０４の斑点の間にサポート材領域４０２を形成する吐出パターンにすること等も考えられる。

これらのような吐出パターンでサポート６を形成した場合、例えば、サポート材領域４０２と着色インク領域４０４との境界箇所がサポート６内に存在するため、立体物を造形台１６から取り外す場合に、応力が境界箇所で伝播し、立体物が外れやすくなる。また、これにより、造形台１６からの立体物の取り外しを容易かつ適切に行うことができる。

尚、サポート材領域４０２と着色インク領域４０４とを形成する吐出パターンとしては、上記に限らず、様々な他のパターンを用いてもよい。この場合、着色インク領域４０４を線状（例えば、縞状または格子状）に吐出することが好ましい。このように構成すれば、例えば、立体物を造形台１６から取り外す場合に、応力をより適切に伝搬させることができる。また、これにより、立体物の取り外しを容易かつ適切に行うことができる。

また、各種の吐出パターンにおいて、各領域の大きさ等については、適宜調整することが好ましい。例えば、着色インク領域４０４の格子の幅、縞の間隔、斑点の間隔等については、適宜調整することが好ましい。また、例えば、着色インク領域４０４を線状に形成する場合、線の太さまたは密度等を調整することが好ましい。また、この場合、例えば、サポート材領域４０２の造形台１６に対する接着強度に応じて、着色インク領域４０４の線の太さまたは密度等を調整することが考えられる。このように構成すれば、例えば、サポート６の全体による造形台１６に対する接着強度をより適切に調整することができる。

また、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４について、造形台１６に対する接着強度が異なるということは、硬化後のサポート材領域４０２及び着色インク領域４０４の硬度等が異なることであるともいえる。そのため、サポート材領域４０２及び着色インク領域４０４については、硬化された後の硬度、剛性、及び弾性率のうち少なくとも１つが互いに異なる領域であるともいえる。

また、サポート６内に着色インク領域４０４を形成することにより、上記以外の効果を更に得ることもできる。例えば、サポート６内に着色インク領域４０４を形成することにより、着色されたサポート６を形成することができる。この場合、例えば、サポート６の除去時において除去の残りが見えやすくなるため、除去作業をより容易に行うことが可能になる。

また、造形後のサポート６の除去を容易にするため、サポート材用ヘッド２１０用のサポート材として、例えば、潮解性を有する材料を用いる場合もある。このような場合、サポート６内に形成する着色インク領域４０４について、例えば、潮解を防ぐ堰として機能させること等もできる。また、これにより、例えば、サポート６の強度をより適切に高めることができる。

また、潮解性の有無にかかわらず、サポート６内に着色インク領域４０４を形成することにより、サポート６の強度を適切に高めることもできる。より具体的に、この場合、例えば、サポート６内の着色インク領域４０４として、有色インクが重なることで形成された柱状体（ピラー）等を形成すること等が考えられる。

図９は、有色インクの柱状体を形成する場合のサポート６の構成について説明をする図である。図９（ａ）は、サポート６の構成の一例を示す。

図９（ａ）に示した場合においては、サポート６内に、例えば、インクの層の積層方向へ延伸する柱状体状の着色インク領域４０４を並べて形成する。この場合、例えば、積層される複数のインクの層について、有色インクで形成される領域が層間で重なるようにそれぞれのインクの層を形成することで、柱状体状の着色インク領域４０４を形成する。また、複数の着色インク領域４０４について、例えば、インクの層の面内方向へ一定の間隔で並ぶように形成することが好ましい。また、この場合、サポート６において、着色インク領域４０４以外の部分は、サポート材用ヘッド２１０から吐出されるサポート材で埋められ、サポート材領域４０２になる。

このように構成した場合、例えば、柱状体で支えられたより強固なサポート６を適切に形成することができる。また、この場合、着色インク領域４０４の間のサポート材領域４０２については、除去の容易なサポート材で形成することが可能であるため、サポート６の除去が困難になることもない。そのため、このように構成すれば、造形中の立体物をより確実に支える強固な構成を有し、かつ、除去も容易なサポート６をより適切に形成することができる。

また、サポート６をより強固にするためには、着色インク領域４０４を単に柱状体にするのみではなく、複数の柱状体を繋ぐ領域を更に有色のインクで形成すること等も考えられる。図９（ｂ）は、サポート６の構成の他の例を示す。

図９（ｂ）に示した場合においては、サポート６内に、有色インクにより、例えば、柱状体状の着色インク領域４０４に加え、複数の着色インク領域４０４を繋ぐ膜状の領域である着色インク領域４０６を更に形成する。着色インク領域４０６は、例えば、有色インクで形成したインクの層であってよい。このように構成した場合、例えば、サポート６内において、有色インクで形成された領域は、網目状に繋がることになる。また、この場合、着色インク領域４０４及び着色インク領域４０６に囲まれる領域が、サポート材領域４０２になる。そのため、このように構成すれば、例えば、より強固なサポート６をより適切に形成することができる。

また、この場合、サポート材用ヘッド２１０により吐出されるサポート６の材料は、有色インクで形成された領域に周囲を囲まれたコンテナ状の領域内に収容されることになる。そのため、このように構成すれば、例えば、有色インクで形成された領域の隙間において、サポート材をより適切に保持することができる。また、例えばサポート材として除去がより容易な材料を用いる場合等に、サポート材のみでは一定の形状を保ち難い場合にも、サポート６全体の形状を強固に保つことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形中の立体物をより確実に支える強固な構成を有し、かつ、除去も容易なサポート６をより適切に形成することができる。

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、例えば立体物造形装置に好適に利用できる。

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、４０２・・・サポート材領域、４０４・・・着色インク領域、４０６・・・着色インク領域

Claims (19)

1. 所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、積層造形法により立体物を造形する立体物造形装置であって、
   前記硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、
   前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、
   前記複数の有色インク用ヘッド、及び前記硬化手段の動作を制御する制御部と
   を備え、
   予め用意された画像に基づいて前記立体物の少なくとも表面を着色する場合、前記制御部は、少なくとも、前記立体物の外部から色彩が視認できる領域である前記立体物の外周領域に対し、前記画像に基づいて前記複数の有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させ、
   少なくとも、前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記制御部は、前記外周領域よりも内側の領域である内部領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させることを特徴とする立体物造形装置。
2. 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、
   前記硬化手段は、紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線を発生する紫外線光源であることを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
3. 前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色する場合においても、前記制御部は、前記内部領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させ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装置。
4. 前記複数の有色インク用ヘッドとして、プロセスカラーの各色用のインクジェットヘッドを備え、
   前記内部領域へインク滴を吐出する前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッドは、プロセスカラーにおけるいずれかの色用のインクジェットヘッド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装置。
5. 前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記制御部は、前記外周領域の色が予め設定された範囲内の色になるように、前記複数の有色インク用ヘッドの動作を制御す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装置。
6. 無彩色のインクのインク滴をインクジェット方式で吐出する無彩色インク用ヘッドを更に備え、
   少なくとも、前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記制御部は、前記無彩色インク用ヘッドに、少なくとも前記内部領域へインク滴を吐出させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の立体物造形装置。
7. 前記無彩色のインクは、白色のインク、又は透明色のインクであるクリアインクであることを特徴とする請求項６に記載の立体物造形装置。
8. 前記無彩色のインクは、透明色のインクであるクリアインクであり、
   前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色する場合、前記制御部は、前記無彩色インク用ヘッドに、少なくとも前記外周領域において着色がされる領域へ、インク滴を吐出させることを特徴とする請求項６又は７に記載の立体物造形装置。
9. 前記立体物の造形用のインクであり、前記複数の有色インク用ヘッドとは異なる色のインクをインクジェット方式で吐出する造形材用ヘッドを更に備え、
   少なくとも、前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記制御部は、前記内部領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッド、及び前記造形材用ヘッドにインク滴を吐出させることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の立体物造形装置。
10. 造形中の前記立体物を上面に載置する載置台を更に備え、
    前記制御部は、前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッド及び前記造形材用ヘッドに、前記載置台上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、前記内部領域を構成するそれぞれのインクの層を形成させることを特徴とする請求項９に記載の立体物造形装置。
11. 造形中の前記立体部の外周を囲むことで前記立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドを更に備え、
    前記制御部は、前記サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、
    かつ、少なくとも、前記画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の立体物造形装置。
12. 前記サポート材用ヘッドと、前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッドとは、前記サポート層が形成される領域に対し、物性が互いに異なるインクのインク滴を吐出することを特徴とする請求項１１に記載の立体物造形装置。
13. 造形中の前記立体物を上面に載置する載置台を更に備え、
    前記サポート材用ヘッドと、前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッドとは、前記サポート層が形成される領域に対し、前記載置台に対する接着強度が互いに異なるインクのインク滴を吐出することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の立体物造形装置。
14. 前記制御部は、少なくとも、前記サポート層において前記載置台に最も近いインクの層の形成時において、前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッドに、前記サポート層が形成される領域に対し、インク滴を吐出させることを特徴とする請求項１３に記載の立体物造形装置。
15. 造形中の前記立体物を上面に載置する載置台を更に備え、
    前記制御部は、前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッド及び前記サポート材用ヘッドに、前記載置台上へ向けてそれぞれインク滴を吐出させることにより、前記サポート層を構成するそれぞれのインクの層を形成させることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載の立体物造形装置。
16. 前記制御部は、前記サポート層が形成される領域へ前記少なくともいずれかの有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させることにより、前記有色のインクが重なることで形成された柱状体を前記サポート層内に形成させることを特徴とする請求項１１から１５に記載の立体物造形装置。
17. 所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、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、
    前記硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、
    前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と
    を用い、
    前記複数の有色インク用ヘッド、及び前記硬化手段の動作を制御し、
    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を用いることで、前記着色データに基づいて前記立体物の表面を着色して造形を行う場合には、前記立体物の外部から色彩が視認できる領域である前記立体物の外周領域に対し、前記着色データに基づいて前記複数の有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させ、
    前記造形データに基づき、前記立体物の表面を着色せずに造形を行う場合には、前記外周領域よりも内側の領域である内部領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにインク滴を吐出させるよう、
    造形動作の制御を切り替えることを特徴とする立体物造形方法。
18. 所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、積層造形法により立体物を造形する立体物造形装置であって、
    前記硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、
    前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、
    造形中の前記立体部の外周を囲むことで前記立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドと、
    前記複数の有色インク用ヘッド、前記硬化手段、及び前記サポート材用ヘッドの動作を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、
    かつ、少なくとも、予め用意された画像に基づいて前記立体物の表面を着色しない場合、前記サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させることを特徴とする立体物造形装置。
19. 所定の条件に応じて硬化する樹脂である硬化性樹脂を用い、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、
    前記硬化性樹脂を含み、かつ、互いに異なる色の有色のインクのインク滴をそれぞれインクジェット方式で吐出する複数の有色インク用ヘッドと、
    前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段と、
    造形中の前記立体部の外周を囲むことで前記立体物を支持する層であるサポート層の材料となるインク滴をインクジェット方式で吐出するサポート材用ヘッドと
    を用い、
    前記複数の有色インク用ヘッド、前記硬化手段、及び前記サポート材用ヘッドの動作を制御し、
    前記サポート層が形成される領域に対し、サポート材用ヘッドにインク滴を吐出させ、
    かつ、前記サポート層が形成される領域に対し、少なくともいずれかの前記有色インク用ヘッドにも、インク滴を吐出させることを特徴とする立体物造形方法。