JP2015227034A - 液滴吐出記録装置、液滴吐出記録方法及び液滴吐出記録装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】液滴を吐出して記録を行う装置において、吐出された液滴の着弾位置の偏りを、生産性を低下させることなく解消できる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴を吐出することにより少なくとも平面形状の記録を行う３Ｄプリンタ１であって、液滴が吐出される土台となる記録台１０３と、記録台１０３に対し液滴を吐出するヘッドと、吐出された液滴が記録台１０３に着弾する際に記録台１０３を振動させるＸ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出記録装置、液滴吐出記録方法及び液滴吐出記録装置の制御プログラムに関し、特に、インク着弾位置の均一化に関する。

近年、ラピッドプロトタイピング等の分野において三次元造型という技術が用いられている。かかる三次元造型によって得られた立体物は、商品開発段階等において最終製品の外観や性能の評価を行うための試作品、または展示品等として利用されることが多い。

このような三次元造型の技術として、立体物を鉛直方向に垂直な面の層の積層体として解釈し、インクジェット方式により成形材を吐出して形成した層を積層していく方法が用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。また、インクジェット方式においては、インクの着弾位置のずれを分散させるため、１つの画素を形成するための吐出を複数回に分けて行うマルチパス方式が用いられることがある（例えば、特許文献２参照）。

インクジェット方式においては、インク吐出方向に偏りが生じる場合や、インクの着弾位置を動かすためのベースの送り量がばらつく場合等、インクの着弾位置に誤差が生じる場合がある。これに対して、特許文献２に開示されているマルチパス方式を用いて１つの画素を形成するための吐出を複数回に分けて行うことにより、上述した誤差を分散させることによって全体的に誤差が均一化された出力結果を得ることが可能である。

しかしながら、マルチパス方式を用いる場合、１画素を複数回の吐出で形成するため、１画素を１回の吐出で形成する場合に比べて時間がかかり、生産性が低下する。特に、平面状の出力結果を積層することにより立体物を形成する３次元造形においては、マルチパスによる生産性の低下がより顕著になる。

尚、マルチパス方式を用いることによる生産性の低下は、上述したように立体造形の場合において特に顕著ではあるが、インクジェットプリンタにより平面画像や、凹凸を有する画像を形成する場合にも同様に問題となる。即ち、液滴を吐出して記録を行う液滴吐出記録装置において同様の課題が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、液滴を吐出して記録を行う装置において、吐出された液滴の着弾位置の偏りを、生産性を低下させることなく解消することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、液滴を吐出することにより少なくとも平面形状の記録を行う液滴吐出記録装置であって、前記液滴が吐出される土台となる記録台と、前記記録台に対し前記液滴を吐出する液滴吐出部と、吐出された前記液滴が前記記録台に着弾する際に前記記録台を振動させる加振機とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、液滴を吐出して記録を行う装置において、吐出された液滴の着弾位置の偏りを、生産性を低下させることなく解消することができる。

本発明の実施形態に係る３Ｄプリンタの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るキャリッジの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る３Ｄプリンタの制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る成形材料の積層態様を示す図である。 本発明の実施形態に係るレベリングの態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る着弾位置の分散態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る強制的なレベリングの態様を示す図である。 本発明御実施形態に係る粗面化の態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る３Ｄプリンタの動作を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データなどの立体物の形状を示す３Ｄデータを受信し、そのデータに基づいて液滴を吐出するヘッドによって成形材を吐出して形成した層を積層することにより立体物を形成する液滴吐出記録装置である３Ｄプリンタを例として説明する。

図１は、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１の外観構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１は、キャリッジ１０１、ガイドレール１０２、記録台１０３、Ｘ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６を含む。

キャリッジ１０１は、図２に示すように、成形材を吐出する液滴吐出部であるヘッド１０１ａ〜１０１ｄ及び吐出された成形材を露光するための光源１０１ｅ、１０１ｆが搭載されている。本実施形態に係るキャリッジ１０１は、図１に示すＸ方向に移動しながら成形材の吐出を行う。その際、往路、復路のいずれの場合にも対応可能なように、Ｘ方向の両端部に夫々光源１０１ｅ、１０１ｆが設けられている。

本実施形態に係る３Ｄプリンタ１は、ヘッドから吐出された光硬化性樹脂を光源から照射された光で露光することにより、記録台１０３上に立体造形物を形成する。尚、３Ｄプリンタ１が用いる材料は光硬化性の材質であれば樹脂以外の材料を用いても良い。ガイドレール１０２は、キャリッジ１０１を支持し、キャリッジ１０１を図中のＸ方向に移動させる際のガイドとなる。記録台１０３は、立体物を成形するために成形材を積層していくためのベースである。

Ｘ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６は、記録台１０３を夫々Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に振動させるための加振機である。本実施形態に係る３Ｄプリンタ１は、これらの加振機によって記録台１０３が夫々の方向に振動することが特徴の１つである。詳細は後述する。

３Ｄプリンタ１は、３Ｄデータによって確定される立体造形物を水平方向に輪切りにして生成される輪切り画像に応じてヘッド１０１ａ〜１０１ｄから成形材を吐出すると共に、吐出された成形材を光源１０１ｅ、１０１ｆによって露光して硬化させて一層分の成形を行い、そのような層を積層していくことによって立体造形を行う。

次に、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１の機能構成について図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１は、図１において説明したキャリッジ１０１、記録台１０３、Ｘ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６の他、コントローラ１００、操作パネル１３０、主走査モータ１４０及び副走査モータ１５０を含む。

操作パネル１３０は、３Ｄプリンタ１に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。キャリッジ１０１は、図１において説明したものと同一であり、用紙表面に成形材料を吐出するプリントヘッドが搭載されており、記録動作時に図１におけるＸ方向である主走査方向に動かされる。

主走査モータ１４０は、キャリッジ１０１を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１５０は、記録台１０３を図１におけるＹ方向である副走査方向に搬送するための動力を供給するモータである。

コントローラ１００は、３Ｄプリンタ１の動作を制御する制御部であり、図１に示すように、情報処理装置と同様の演算機能を有する。具体的に、コントローラ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１５、ホストＩ／Ｆ１７、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇｕｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１８、ヘッド駆動部１９、光源駆動部２０、主走査モータ駆動部２１、副走査モータ駆動部２２、加圧機構圧電素子駆動部２３を含む。

ＣＰＵ１１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。

ＡＳＩＣ１５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１７は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のホスト装置から３Ｄデータを受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

ＤＡＣ１８は、デジタル情報をアナログ信号に変換し、ヘッド１０１ａ〜１０１ｄに成形材料を吐出させるためのアナログ信号を生成する。ヘッド駆動部１９は、ＤＡＣ１８によって変換されたアナログ信号をキャリッジ１０１に入力してヘッド１０１ａ〜１０１ｆを駆動する。ヘッド駆動部１９は、電圧増幅機能及び電流増幅機能に加えて、ヘッド１０１ａ〜１０１ｄに含まれる複数のノズルを夫々選択的に駆動するための駆動回路を含む。

光源駆動部２０は、ＣＰＵ１１の制御に従い、ヘッド１０１ａ〜１０１ｄから吐出された成形材料を硬化させるため、光源１０１ｅ、１０１ｆを発光駆動する。主走査モータ駆動部２１及び副走査モータ駆動部２２は、それぞれ、ＣＰＵ１１の制御に従い、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動する。加圧機構圧電素子駆動部２３は、ＣＰＵ１１の制御に従い、Ｘ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６を駆動して記録台１０３を夫々の方向に振動させる。

立体造形物の形状を示す３Ｄデータは、ホストＩ／Ｆ１７によって受信される。ＣＰＵ１１は、ホストＩ／Ｆ１７に含まれる受信バッファ内の３Ｄデータを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１５を制御して、立体造形出力の為に必要な画像処理やデータの並び替え処理等を実行させる。ＡＳＩＣ１５による処理により、立体造形物が輪切りにされた輪切りデータが生成される。この輪切りデータは、ＣＰＵ１１によって主走査ライン毎にヘッド駆動部１９及び光源駆動部２０に転送される。

ヘッド駆動部１９は、輪切りデータの主走査方向１行分に相当するデータ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、キャリッジ１０１にシリアルデータとして送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をキャリッジ１０１に送出する。

ＤＡＣ１８は、ＲＯＭ１２に格納された駆動波形（ヘッド駆動信号）のパターンデータを読み取り、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号の駆動波形を生成してヘッド駆動部１９に入力する。ヘッド駆動部１９は、ＤＡＣ１８から入力された駆動波形をキャリッジ１０１に入力する。

キャリッジ１０１は、ヘッド駆動部１９から入力されるクロック信号及びシリアルデータを保持するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動部１９からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含む。

そして、キャリッジ１０１は、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで、ヘッド駆動部１９から入力される駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的にヘッド１０１ａ〜１０１ｄのアクチュエータ手段に印加してヘッド１０１ａ〜１０１ｄを駆動する。光源駆動部２０は、上述したような処理によりヘッド１０１ａ〜１０１ｄから成形材が吐出された後、所定のタイミングでキャリッジ１０１に対して発光信号を出力することにより光源１０１ｅ、１０１ｆを発光駆動し、記録台１０３上に吐出された成形材料を硬化させる。

このような成形材の吐出処理が、主走査モータ１４０によってキャリッジ１０１がガイドレール１０２上を主走査方向に移動しながら実行され、主走査方向１行分の成形材料の吐出及び露光が完了する。この主走査方向１行分の処理が、副走査モータ１５０によって記録台１０３が副走査方向に動かされながら繰り返されることにより、主走査方向及び副走査方向の全面に対する１層分の成形材料の吐出及び露光が案了する。そのような１層分の処理を繰り返し、硬化した成形材料の層を積層していくことにより、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１による立体造形出力が完了する。

次に、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１が目的とする課題について、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本実施形態に係る３Ｄプリンタ１は、まず記録台１０３上に土台となる土台層を積層形成し、表面に近い部分を紙白部分となる白地層を白色の光硬化インクで形成する。そして、最表層に、着色された光硬化インクを用いて着色層となる画像を形成する。場合によっては、更にこの上から光沢/保護目的でニス層を形成する場合もある。キャリッジ１０１に複数のヘッド１０１ａ〜１０１ｄが設けられているため、このように異なる材料の吐出が可能となる。

ヘッド１０１ａ〜１０１ｄからの材料の吐出が設計に対して誤差なく実行されれば、記録台１０３上に形成される立体物は入力された３Ｄデータの通りとなる。しかしながら、図４（ｂ）に示すようにヘッド１０１ａ〜１０１ｄからの材料の吐出方向が傾いている場合等、設計に対して誤差を有する場合がある。そのような誤差が複数の層にわたって蓄積されると、図４（ｂ）に示すように、形成された立体物の表面に３Ｄデータとは異なる凹凸が生じることとなる。

このような問題を解決するための一態様として、１層分の輪切りデータを構成する各画素に対応した吐出を複数回に分けて行うことにより誤差の方向を分散させ、全体として着弾位置を均一化させるマルチパスと呼ばれる方法がある。この方法によれば上述した課題を解決することは可能であるが、吐出を複数回に分けて行うため、その分出力に要する時間が長くなり、生産性が低下する。

上述したマルチパス以外の方法として、記録台１０３上に吐出された材料が硬化する前に、重力に負けて流れ広がり、やがて均一な面を形成するまでの時間を確保し、その後、硬化させるレベリングと呼ばれる方法がある。このような処理により、仮に吐出ムラがあっても、インクの濡れ広がりによって谷は埋まり、隆起は沈んでいくので、造形物上から亀裂や隆起等の凹凸を無くす事が可能になる。

図５（ａ）〜（ｃ）はレベリングの一例を示す図である。図５（ａ）に示すように記録台１０３上に着弾した材料は、時間が経つと図５（ｂ）に示すようにある程度均一化されて拡がり、更に時間が経つと図５（ｃ）に示すように一様に広がる。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、レベリングに十分な時間を確保することができれば、マルチパスを行うことなく吐出された材料の着弾位置の偏りを修正することが可能である。しかしながら、そのような十分な時間を確保することにより、やはり時間がかかってしまう。特に光硬化性インクは、二次元記録用のインクに比べて数倍〜数十倍の粘度を持ち、均一になるまである程度の時間を要する。従って、繰り返し層を形成する必要がある３Ｄプリンタ１においては、そのような時間が蓄積されて非常に長い時間となってしまう。

本実施形態に係る３Ｄプリンタ１においては、記録台１０３がＸ方向加振機１０４、Ｙ方向加振機１０５、Ｚ方向加振機１０６の機能によって振動させられることによりインク着弾位置を分散させると共に、振動の効果により図５（ａ）〜（ｃ）の作用が加速され、これにより短期間でのレベリングを可能とする。以下、本実施形態の特徴的な機能について説明する。

図６（ａ）は、本実施形態に係る記録台１０３の振動を適用しない場合を示す図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る記録台１０３の振動を適用した場合を示す図である。尚、図６（ａ）、（ｂ）においては、Ｘ、Ｙ方向の平面、即ち、吐出液がキャリッジ１０１から記録台１０３に対して吐出される方向と垂直な方向の面が示されている。換言すると、Ｘ、Ｙ方向は、ヘッド１０１ａ〜１０１ｄと記録台１０３とが対向する方向と垂直な方向である。図６（ａ）に示すように、記録台１０３の振動を適用しない場合、図中Ｐに示すように着弾位置の偏りにより亀裂の原因となるスジが発生する場合を考える。

これに対して、図６（ｂ）に示すように、図１において説明したＸ方向及びＹ方向、即ち、主走査方向及び副走査方向に記録台１０３を振動させることにより、図６（ｂ）右側に示すように、夫々の吐出液の着弾位置が分散し、着弾位置の偏りが全体として均一化された状態を得ることが可能となる。

これにより、上述したようなマルチパス方式を適用することなく、即ち、生産性の低下を伴うことなく、吐出液の着弾位置を分散させることが可能となる。また、記録台１０３が振動していることにより、静止した状態よりも図５（ａ）〜（ｃ）において説明したレベリングの作用が促進されるため、レベリングのために長い時間を確保することなく、図５（ａ）〜（ｃ）において説明したレベリングの効果を得ることが可能となる。

図６（ｂ）に示すような着弾位置の分散の大きさは、記録台１０３を振動させる際の振幅に依存する。図６（ａ）に示すような着弾位置の偏りを分散させることが目的であるため、記録台１０３を振動させる際の振幅の大きさは、各層を形成する際の記録解像度に応じて設定することが好ましい。例えば、記録解像度が低い場合は振幅を大きくし、ドットピッチの粗さに応じた分散量を得る必要がある。ここで、ドットピッチとは、成形材料が吐出される平面上において、隣接した領域に吐出される液滴間の間隔である。

具体的に、例えば記録解像度のピッチをｐとすると、±１／４ｐ〜１／２ｐ程度の振幅を設定することが好ましい。また、分散量は、個々のノズルの吐出特性と記録台の送り量バラつき、そして加振の組み合わせによって変化するが、加振の周期をｆとした場合に１／ｆのような揺らぎ成分を意図的に加えても良い。

図６（ｂ）は、記録台１０３を図１に示すＸ、Ｙ方向に振動させる例である。吐出液の着弾位置を分散させるためには、記録台１０３をＸ、Ｙ方向に振動させる必要があるが、吐出液が着弾した後のレベリングの際にもＸ、Ｙ方向への振動を行うと、必要以上に材料が広がってしまい、細部の潰れや滲み出しが発生する可能性がある。従って、吐出液が着弾した後のレベリングの際には、図１に示すＺ方向に記録台１０３を振動させることが好ましい。Ｚ方向は、吐出液がキャリッジ１０１から記録台１０３に対して吐出される方向と平行な方向である。換言すると、Ｚ方向は、ヘッド１０１ａ〜１０１ｄと記録台１０３とが対向する方向と平行な方向である。

図７（ａ）〜（ｃ）は、吐出液の着弾から、レベリングまでの信号の方向を示す図である。図７（ａ）に示すように、吐出液が着弾する際には、図６（ｂ）に示すように着弾位置を分散させるためにＸ、Ｙ方向に記録台１０３を振動させる。これに対して、吐出液が記録台１０３に着弾した後は、図７（ｂ）に示すようにＺ方向に記録台１０３を振動させる。これにより、上述したような細部の潰れや滲み出しを行うことなく、レベリングを促進することが可能となる。その後、着弾した材料の表面を落ち着かせるため、光源１０１ｅ、１０１ｆによる露光を行う前に、図７（ｃ）に示すように記録台１０３の振動を停止する。

このようなＺ方向の振動は、レベリングの促進の他、成形材料の表面を粗くする目的で行うことも可能である。図８（ａ）〜（ｄ）に、そのような態様を示す。図８（ａ）は、レベリングによって記録台１０３上の材料が均一化された状態である。この状態においてＺ方向の振動を加えると、図８（ｂ）に示すように未硬化の成形材料の表面が振動に応じて波打つ。

Ｚ方向の振動によって表面が波打った状態で図８（ｃ）に示すように光源１０１ｅ、１０１ｆによる露光を行うと、図８（ｄ）に示すように、記録面が波打った状態で成形材料を硬化させることが可能となる。尚、図８（ｃ）においては、記録台１０３を振動させた状態で成形材料の一部分のみを露光しており、図８（ｄ）に示すように成形材料の一部分のみが波打った状態で降下する。このような処理により、意図的に成形材料の積層面を粗面化することが可能である。

このような態様は、例えば積層される層間の結合力を向上するために用いることが可能である。積層される層間の結合力は層の表面が平面に近い場合よりも凹凸を有する粗い面の方が強くなる。従って、図８（ａ）〜（ｄ）に示す処理によって層の表面を粗くすることにより、積層される層間の結合力を向上することが可能となる。

尚、Ｚ方向に加振することにより形成される層表面の粗さは、Ｚ方向に加振する際の振幅によって調整することが可能である。即ち、凹凸を大きくしたい場合は、振幅を大きくし、凹凸を小さくしたい場合は振幅を小さくする。この設定は、ユーザによって任意の設定を行うことが可能であり、ＣＰＵ１１は、ユーザによる設定に応じて加圧機構圧電素子駆動部２３を制御する。これにより、Ｚ方向加振機１０６は、ユーザによる設定に応じた振幅で記録台１０３をＺ方向に振動させる。

次に、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１の動作について図９を参照して説明する。図９に示すように、入力されたジョブに基づいて立体造形を開始すると、ＣＰＵ１１は成形材料を吐出する対象の部分が微細加工部分であるか否か判断する（Ｓ９０１）。Ｓ９０１の判断のため、本実施形態に係るコントローラ１００においては、入力された３Ｄデータに基づいて輪切りデータを生成する際、夫々の部分が微細加工部か否かを判断して画素毎に微細加工部分であるか否かを示すフラグ情報を設定する。この処理は、ＡＳＩＣ１５が行っても良いし、所定のプログラムに従って演算を行うＣＰＵ１１が行っても良い。

Ｓ９０１において、ＣＰＵ１１は上述したように設定されたフラグ情報に基づいて画素毎に判断を行う。その結果、微細加工部分であった場合（Ｓ９０１／ＹＥＳ）、上述した加振処理を行うと、微細加工部分が潰れてしまう可能性があるため、加振処理を省略し、通常の成形材料の吐出処理を行う（Ｓ９０２）。

他方、微細加工部分ではなかった場合（Ｓ９０１／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、加圧機構圧電素子駆動部２３を制御して記録台１０３に対するＸ、Ｙ方向の加振を開始し（Ｓ９０３）、その状態で成形材料の吐出処理を行う（Ｓ９０４）。そして、成形材料が記録台１０３に着弾したら、ＣＰＵ１１は加圧機構圧電素子駆動部２３を制御して記録台１０３に対するＸ、Ｙ方向の加振を停止する（Ｓ９０５）。

Ｓ９０２若しくはＳ９０５の処理が完了すると、ＣＰＵ１１は、加圧機構圧電素子駆動部２３を制御して記録台１０３に対するＺ方向の加振を開始し（Ｓ９０６）、図７（ａ）〜（ｃ）において説明したようにレベリング処理を行う（Ｓ９０７）。加振によるレベリング処理が完了すると、ＣＰＵ１１は、粗面化処理の要否を確認する（Ｓ９０８）。

粗面化処理の要否は、例えばユーザによる設定や、造形物の表面から遠い層であるか否か等によって判断される。ユーザによって粗面化を行うことが設定されている場合や、造形物の表面から遠い層であり、層表面の滑らかさよりも層間の結合力を優先するべき場合等に、粗面化処理が必要であると判断される。

粗面化処理が必要であると判断した場合（Ｓ９０８／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、光源駆動部２０を制御して吐出された成形材料を露光して硬化させる（Ｓ９０９）。この際、Ｚ方向の加振は継続して続けられているので、図８（ａ）〜（ｄ）において説明したように、表面が粗い状態で成形材料が硬化される。硬化が完了すると、ＣＰＵ１１は、加圧機構圧電素子駆動部２３を制御して記録台１０３に対するＺ方向の加振を停止する（Ｓ９１０）。

他方、粗面化処理が不要であると判断した場合（Ｓ９０８／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、加圧機構圧電素子駆動部２３を制御して記録台１０３に対するＺ方向の加振を停止する（Ｓ９１１）。これにより、未硬化の成形材料は、波打った状態から均一化された状態となる。その後、ＣＰＵ１１は、光源駆動部２０を制御して吐出された成形材料を露光して硬化させる（Ｓ９１２）。この際、Ｚ方向の加振は停止されているので、成形材料の表面はなめらかな状態で硬化される。

ＣＰＵ１１は、このような処理を、繰り返して成形材料の層を繰り返し形成し（Ｓ９１３／ＮＯ）、最終層の形成が完了したら（Ｓ９１３／ＹＥＳ）、処理を終了する。このような処理により、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１による立体造形処理が完了する。

以上、説明したように、本実施形態に係る３Ｄプリンタ１においては、記録台１０３が加振されることにより、吐出された成形材料である液滴の着弾位置が分散され、着弾位置の偏りが解消されると共に、レベリングが促進され、短時間で均一な面を得ることが可能となる。また、加振された状態で露光を行うことにより、全体的に凹凸を有する層面を得ることが可能となる。

尚、上記実施形態においては、３次元立体造形を行う３Ｄプリンタ１を例として説明したが、インクジェット方式により少なくとも平面形状の記録を行う液滴吐出記録装置であれば、同様に適用可能である。即ち、平面画像やレリーフ調の凹凸を有する画像を形成するインクジェットプリンタに適用しても同様の効果を得ることが可能である。

また、上記実施形態においては、Ｘ、Ｙ方向の加振とＺ方向の加振とを両方行う場合を例として説明したが、例えば、Ｘ、Ｙ方向の加振は行わず、Ｚ方向の加振のみを行っても良い。これにより、少なくともレベリングの促進効果を得ることが可能となる。他方、Ｚ方向の加振は行わず、Ｘ、Ｙ方向の加振のみを行っても良い。これにより、着弾位置の分散効果及びレベリングの促進効果を得ることが可能となる。

１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ ＮＶＲＡＭ
１５ ＡＳＩＣ
１７ ホストＩ／Ｆ
１８ ＤＡＣ
１９ ヘッド駆動部
２０ 光源駆動部
２１ 主走査モータ駆動部
２２ 副走査モータ駆動部
２３ 加圧機構圧電素子駆動部
１００ コントローラ
１０１ キャリッジ
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ ヘッド
１０１ｅ、１０１ｆ 光源
１０２ ガイドレール
１０３ 記録台
１０４ Ｘ方向加振機
１０５ Ｙ方向加振機
１０６ Ｚ方向加振機
１３０ 操作パネル
１４０ 主走査モータ
１５０ 副走査モータ

特開２００４−２５５８３９号公報 特開２０１４−６７８４７号公報

Claims (9)

1. 液滴を吐出することにより少なくとも平面形状の記録を行う液滴吐出記録装置であって、
   前記液滴が吐出される土台となる記録台と、
   前記記録台に対し前記液滴を吐出する液滴吐出部と、
   吐出された前記液滴が前記記録台に着弾する際に前記記録台を振動させる加振機とを含むことを特徴とする液滴吐出記録装置。
2. 前記加振機は、吐出された前記液滴が前記記録台に着弾する際に、前記液滴が吐出される方向と垂直な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出記録装置。
3. 前記加振機は、隣接した領域に吐出される液滴間の間隔に応じた振幅で、前記液滴が吐出される方向と垂直な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出記録装置。
4. 前記加振機は、所定の揺らぎ成分を有する周期で、前記液滴が吐出される方向と垂直な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項２または３に記載の液滴吐出記録装置。
5. 前記加振機は、吐出された前記液滴が前記記録台に着弾した後、前記液滴が吐出される方向と平行な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の液滴吐出記録装置。
6. 光硬化性の材質である前記液滴を硬化させるための露光を行う光源を含み、
   前記加振機は、吐出された前記液滴が前記記録台に着弾した後、前記光源によって露光されている間に、前記液滴が吐出される方向と平行な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の液滴吐出記録装置。
7. 前記加振機は、吐出された前記液滴が前記記録台に着弾した後、前記光源によって露光されている間に、前記平面上の記録面の粗さの設定に応じた振幅で、前記液滴が吐出される方向と平行な方向に前記記録台を振動させることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出記録装置。
8. 液滴を吐出することにより少なくとも平面形状の記録を行う液滴吐出記録方法であって、
   前記液滴が吐出される土台となる記録台に対し前記液滴を吐出し、
   吐出された前記液滴が前記記録台に着弾する際に前記記録台を振動させることを特徴とする液滴吐出記録方法。
9. 液滴を吐出することにより少なくとも平面形状の記録を行う液滴吐出記録装置の制御プログラムであって、
   前記液滴を吐出する液滴吐出部から前記液滴を吐出させるステップと、
   吐出された前記液滴が前記記録台に着弾する際に前記記録台を振動させるステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする液滴吐出記録装置の制御プログラム。