JP2016107637A - Apparatus for molding three-dimensional object and method for molding three-dimensional object - Google Patents

Apparatus for molding three-dimensional object and method for molding three-dimensional object Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately form a molded object with a desired decoration.SOLUTION: An apparatus 100 for molding a three-dimensional object is configured to form a three-dimensional molded object, and includes: a head for a reflective ink configured to form a light reflection layer; a head for a decorative ink; a head for a transparent ink; a main scanning driving unit 106; and a sub-scanning driving unit 108. At least the head for a decorative ink and the head for a transparent ink are arranged to be positionally offset from each other in a sub-scanning direction. The head for a reflective ink, the head for a decorative ink and the head for a transparent ink are configured to form a transparent layer between a light reflection layer and a decorative layer, thereby to form the decorative layer, the transparent layer and the light reflection layer in this order from a surface layer side of the molded object to an inner side of the object.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、立体物造形装置および立体物造形方法に関する。   The present invention relates to a three-dimensional object forming apparatus and a three-dimensional object forming method.

三次元の立体物を造形する手法としては、特許文献1にあるようなシート積層法のほか、溶融物堆積法(FDM:Fused Deposition Molding)、インクジェット法、インクジェットバインダ法、光造形法(SL:Stereo Lithography)、粉末焼結法(SLS:Selective Laser Sintering)などが知られている。   As a technique for modeling a three-dimensional solid object, in addition to a sheet lamination method as described in Patent Document 1, a melt deposition method (FDM: Fused Deposition Molding), an inkjet method, an inkjet binder method, and an optical modeling method (SL: Stereo Lithography), powder sintering method (SLS: Selective Laser Sintering), etc. are known.

中でも、インクジェット法として、3Dプリンターによって紫外線硬化性樹脂を噴射しパターンを積層する方法が多用されている。この方法は、最終製品の外観内観のデザイン・機構等を三次元CADによってデータ化した後、コンピュータによって該データをスライスして薄板を重ね合わせるような多層型のパターンデータを作成し、紫外線硬化性樹脂をパターンデータに則してヘッドより噴射して積層することにより立体物を製造する。   Among them, as an ink jet method, a method of laminating a pattern by spraying an ultraviolet curable resin with a 3D printer is frequently used. In this method, the design and mechanism of the appearance and appearance of the final product is converted into data by three-dimensional CAD, and then the data is sliced by a computer and multilayer pattern data is created such that thin plates are superimposed, and UV curable. A three-dimensional object is manufactured by spraying and laminating resin from a head in accordance with pattern data.

また、このような手法を用いて造形した立体物に対して、加飾(模様や色)を施すことも知られている。   It is also known to apply decoration (pattern or color) to a three-dimensional object formed using such a technique.

特開2003−71530号公報(2003年3月11日公開)JP 2003-71530 A (published March 11, 2003)

従来周知のインクジェット法による立体造形に関して、本願発明者が、造形用のインク、および加飾用のインク(例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の着色インク)をインクジェット法によって吐出したところ、造形用のインクと加飾用のインクとの界面においてインク同士が混じり合い所望の加飾(減法混色法による文字、画像等のカラー記録)を実現することができない場合があることを見出した。   Regarding the three-dimensional modeling by the conventionally known ink jet method, the inventor of the present application ejected ink for modeling and ink for decoration (for example, colored inks of yellow, magenta, cyan, black, etc.) by the ink jet method. It has been found that there is a case where the inks are mixed at the interface between the ink and the ink for decoration and the desired decoration (color recording of characters, images, etc. by the subtractive color mixing method) cannot be realized.

このような混じり合いは、特に、積層される各層の面方向に対して垂直な方向に広がった造形面に形成される加飾部で顕著である。これは、積層された層の面方向に沿ってインクジェットヘッドと造形物が相対移動するために、インクジェットヘッドから吐出したインクの面方向の位置精度が低下することが原因であり、結果として造形用のインクと加飾用のインクとが混じり合うためである。   Such mixing is particularly noticeable in a decorative portion formed on a modeling surface that spreads in a direction perpendicular to the surface direction of each layer to be laminated. This is because the positional accuracy in the surface direction of the ink discharged from the ink jet head is lowered because the ink jet head and the modeled object move relative to each other along the surface direction of the stacked layers. This is because the ink for decoration and the ink for decoration are mixed.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、上記の課題を解決する立体物造形装置および立体物造形方法を提供することを目的とする。   Then, this invention is made | formed in view of the said subject, and an object of this invention is to provide the solid-object modeling apparatus and solid-object modeling method which solve said subject.

本願の発明者は、鋭意研究により、造形する造形物の構成に関し、上記のようなインクの混じり合いによる問題を抑え得る構成を見出した。そして、更なる鋭意研究により、そのような構成の造形物を造形する立体物造形装置や立体物造形方法に関し、複数の用途のインクジェットヘッドについて、いわゆるスタガ配列等の配置で位置をずらして配設することが好ましいことを見出した。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。   The inventor of this application discovered the structure which can suppress the problem by the mixing of the above inks regarding the structure of the molded object to model | mold by earnest research. And by further earnest research, regarding the three-dimensional object forming apparatus and the three-dimensional object forming method for forming a three-dimensional object with such a configuration, the ink jet heads for a plurality of uses are arranged at different positions in a so-called staggered arrangement. It has been found that it is preferable. In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

(構成1)立体的な造形物を造形する立体物造形装置であって、光反射性を有する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、光反射性を有するインクの層である光反射層を形成する反射インク用ヘッドと、造形物に対する加飾用のインクである加飾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、加飾インクの層である加飾層を形成する加飾インク用ヘッドと、透明色のインクである透明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、透明インクの層である透明層を形成する透明インク用ヘッドと、予め設定された主走査方向へ造形物に対して相対的に移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドに行わせる主走査駆動部と、主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の造形物に対して相対的に移動する副走査動作を反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドに行わせる副走査駆動部とを備え、少なくとも、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとは、副走査方向における位置を互いにずらして配設されており、反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドは、光反射層と加飾層との間に透明層を形成することにより、造形物の表層側から内側に向かって、加飾層と、透明層と、光反射層とを、この順で形成する。   (Structure 1) A three-dimensional object forming apparatus for forming a three-dimensional object, which is an inkjet head that ejects ink droplets of light-reflective ink, and is a light-reflective layer that is a layer of light-reflective ink A reflective ink head for forming a decorative ink and an ink jet head for ejecting ink droplets of a decorative ink that is a decorative ink for a modeled object, and for a decorative ink that forms a decorative layer that is a layer of the decorative ink A head, an inkjet head that discharges ink droplets of transparent ink that is a transparent color ink, a transparent ink head that forms a transparent layer that is a layer of transparent ink, and a preset object in a main scanning direction A main scanning drive unit for causing the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head to perform a main scanning operation of ejecting ink droplets while moving relative to the main body; A sub-scanning drive unit for causing the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head to perform a sub-scanning operation that moves relative to the modeled object in the sub-scanning direction orthogonal to the inspection direction; And at least the decorative ink head and the transparent ink head are arranged with their positions in the sub-scanning direction shifted from each other, and the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head By forming a transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, the decorative layer, the transparent layer, and the light reflecting layer are arranged in this order from the surface layer side to the inside of the modeled object. Form.

このように構成した場合、造形物において、加飾層と光反射層との間に透明層が形成されているため、光反射層を形成する光反射性を有するインクと加飾インクとが混じり合うことはない。より具体的には、例えば、加飾層が着色剤を含むインクから形成された着色層である場合、光反射層を形成する光反射性を有するインクと混じり合うと、加飾層のインクの色が失われて所望する色調を実現できない。これに対し、このように構成した場合、加飾層を形成するインクについて、仮に隣接する透明層の透明インクと混じり合ったとしても、加飾層のインクの色は失われない。そのため、この場合、造形物が呈する加飾に影響は生じない。したがって、このように構成すれば、例えば、所望の加飾を施した造形物を適切に造形できる。   When configured in this way, in the modeled object, since the transparent layer is formed between the decorative layer and the light reflecting layer, the light reflective ink forming the light reflecting layer and the decorative ink are mixed. It does n’t fit. More specifically, for example, when the decorative layer is a colored layer formed from an ink containing a colorant, the ink of the decorative layer is mixed with the light-reflecting ink that forms the light reflecting layer. The color is lost and the desired color tone cannot be achieved. On the other hand, when comprised in this way, even if it mixes with the transparent ink of the adjacent transparent layer about the ink which forms a decoration layer, the color of the ink of a decoration layer is not lost. Therefore, in this case, there is no influence on the decoration exhibited by the modeled object. Therefore, if comprised in this way, the modeling thing which gave the desired decoration can be modeled appropriately, for example.

また、この構成において、少なくとも、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとは、副走査方向における位置を互いにずらして配設されている。より具体的に、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとは、例えばスタガ配列で配設されてよい。そして、このように構成した場合、立体物造形装置について、例えば、主走査方向におけるサイズが大きくなり過ぎることを防ぎ、コンパクトな構成を実現できる。また、例えば、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとをインライン配列で並べた場合と比べ、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量を低減できる。この場合、インライン配列とは、例えば、複数のインクジェットヘッドについて、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設することである。   Further, in this configuration, at least the decorative ink head and the transparent ink head are arranged so that their positions in the sub-scanning direction are shifted from each other. More specifically, the decorative ink head and the transparent ink head may be arranged in a staggered arrangement, for example. And when comprised in this way, it can prevent that the size in a main scanning direction becomes large too much about a solid thing shaping apparatus, for example, and can implement | achieve a compact structure. In addition, for example, the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation can be reduced as compared with the case where the decorative ink head and the transparent ink head are arranged in an in-line arrangement. In this case, the in-line arrangement means, for example, that a plurality of inkjet heads are arranged side by side in the main scanning direction with their positions in the sub scanning direction aligned.

ここで、この構成の立体物造形装置は、例えば、積層造形法により、造形物を造形する。この場合、積層造形法とは、例えば、複数のインクの層を積層することで造形を行う方法である。また、この場合、各層を形成するインクとしては、所定の条件に応じて硬化する硬化性インクを用いることが考えられる。   Here, the three-dimensional object modeling apparatus having this configuration models a modeled object by, for example, a layered modeling method. In this case, the additive manufacturing method is, for example, a method of forming an object by stacking a plurality of ink layers. In this case, as the ink for forming each layer, it is conceivable to use a curable ink that cures in accordance with predetermined conditions.

そして、この場合、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量が多くなると、例えば、インクを硬化させる硬化手段の出力等を大きくすることが必要になる。より具体的に、例えば、硬化性インクとして、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インク(UVインク)を用いる場合、硬化手段として用いる紫外線光源について、高出力のUV照射器等を用いることが必要になる。   In this case, if the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation increases, for example, it is necessary to increase the output of the curing means for curing the ink. More specifically, for example, when an ultraviolet curable ink (UV ink) that is cured by ultraviolet irradiation is used as the curable ink, it is necessary to use a high-output UV irradiator or the like for the ultraviolet light source used as the curing means. become.

しかし、紫外線光源の出力が大きくなると、例えば、装置のサイズが大きくなり、装置コストが大きく増大する虞がある。また、漏れ光による問題等も生じやすくなる。より具体的には、例えば、漏れ光の影響が大きくなると、例えば、インクジェットヘッドのノズル周辺やノズル内においてインクの硬化が始まり、インクの不吐出や偏向が発生しやすくなる。また、一度に多量のインクを吐出し、硬化させた場合、硬化後のインクが高分子化し、硬化収縮の影響が大きくなる虞がある。また、高出力のUV照射器等を用いた場合、発生する熱により、インクの層が変形する虞もある。   However, when the output of the ultraviolet light source increases, for example, the size of the device increases, and the device cost may increase significantly. In addition, problems due to leaked light tend to occur. More specifically, for example, when the influence of leakage light increases, for example, ink curing starts around the nozzles of the inkjet head and in the nozzles, and ink non-ejection and deflection tend to occur. In addition, when a large amount of ink is ejected at once and cured, the ink after curing becomes polymerized, which may increase the influence of curing shrinkage. In addition, when a high-output UV irradiator or the like is used, the ink layer may be deformed by generated heat.

これに対し、上記のように構成した場合、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量を低減できるため、このような問題を適切に抑えることができる。より具体的には、例えば、紫外線硬化型インクを用いて造形を行う場合、より出力の小さい紫外線光源を用いて、インクを適切に硬化させることができる。また、硬化収縮の影響や熱による変形等をより適切に抑えることができる。   On the other hand, when configured as described above, since the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation can be reduced, such a problem can be appropriately suppressed. More specifically, for example, when modeling is performed using an ultraviolet curable ink, the ink can be appropriately cured using an ultraviolet light source having a smaller output. Moreover, the influence of curing shrinkage, deformation due to heat, and the like can be more appropriately suppressed.

また、この構成のように、それぞれ異なる種類のインクを吐出する複数のインクジェットヘッドについて、スタガ配列等で副走査方向における位置をずらして配設した場合、造形物の各位置に対してインク滴を吐出するタイミングに関し、インクジェットヘッド毎に異ならせることができる。また、これにより、例えば、異なる種類のインクの混じり合い等をより適切に防ぐことができる。   In addition, when a plurality of inkjet heads that discharge different types of ink are arranged at different positions in the sub-scanning direction by a staggered arrangement or the like as in this configuration, ink droplets are applied to each position of the modeled object. The ejection timing can be different for each inkjet head. Thereby, for example, mixing of different kinds of inks can be prevented more appropriately.

また、積層造形法で立体物を造形する場合、インク滴の吐出量のばらつきの影響を抑えるために、造形の途中において、ローラ等の平坦化手段を用いてインクの層の平坦化を行うことが望まれる。そして、この場合、例えばそれぞれ異なる種類のインクを吐出する複数のインクジェットヘッドがインライン配列で配設されていると、未硬化状態の複数種類のインクに対して同時に平坦化を実行することになる。そのため、このような場合、平坦化の動作の影響でインクの混じり合いが生じやすくなる。   In addition, when modeling a three-dimensional object by the layered modeling method, in order to suppress the influence of variation in the ejection amount of ink droplets, the layer of ink is flattened using a flattening means such as a roller in the middle of modeling. Is desired. In this case, for example, if a plurality of ink jet heads that discharge different types of ink are arranged in an in-line arrangement, flattening is simultaneously performed on a plurality of types of uncured ink. Therefore, in such a case, ink mixing easily occurs due to the influence of the flattening operation.

これに対し、このように構成した場合、例えば、造形物の各位置に対してインク滴を吐出するタイミングをインクジェットヘッド毎に異ならせることにより、ローラ等による平坦化を行う場合にも、インクの混じり合いが生じることをより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、インクの層の平坦化をより適切に行うことができる。また、これにより、例えば、より高い精度で造形物を造形できる。   On the other hand, when configured in this way, for example, even when flattening with a roller or the like is performed by changing the timing of ejecting ink droplets to each position of a modeled object for each inkjet head, It is possible to more appropriately prevent mixing. Therefore, with this configuration, for example, the ink layer can be more appropriately flattened. Thereby, for example, a model can be modeled with higher accuracy.

なお、この構成において、加飾インクは、例えば、着色用の有色のインクである。また、加飾インク用ヘッドおよび透明インク用ヘッドの配置に関し、副走査方向における位置を互いにずらして配設されているとは、例えば、スタガ配列のように、副走査方向における位置が重ならないように、加飾インク用ヘッドおよび透明インク用ヘッドを配設することである。また、副走査方向における位置が重ならないとは、例えば、加飾インク用ヘッドおよび透明インク用ヘッドのそれぞれにおけるノズル列の位置について、副走査方向における位置が実質的に重ならないことである。この場合、ノズル列とは、例えば、副走査方向に複数のノズルが並ぶ列のことである。また、ノズル列の位置について、副走査方向における位置が実質的に重ならないとは、例えば、ノズル列を構成するノズルのうち、少なくとも、端部に設定されるダミーノズル等を除いた部分について、副走査方向における位置が重ならないことである。   In this configuration, the decorative ink is, for example, colored ink for coloring. Further, regarding the arrangement of the decorative ink head and the transparent ink head, the fact that the positions in the sub-scanning direction are shifted from each other means that the positions in the sub-scanning direction do not overlap as in a staggered arrangement, for example. In addition, a decorative ink head and a transparent ink head are disposed. Moreover, the position in the sub-scanning direction does not overlap means that, for example, the position in the sub-scanning direction does not substantially overlap with respect to the position of the nozzle row in each of the decorative ink head and the transparent ink head. In this case, the nozzle row is, for example, a row in which a plurality of nozzles are arranged in the sub-scanning direction. Further, regarding the position of the nozzle row, the position in the sub-scanning direction does not substantially overlap, for example, among the nozzles constituting the nozzle row, at least a portion excluding the dummy nozzle set at the end, The position in the sub-scanning direction does not overlap.

また、この構成において、光反射性のインクとしては、例えば、白色のインクを好適に用いることができる。また、白色のインクとしては、例えば、白色顔料を含むインクを好適に用いることができる。このように構成すれば、例えば、白色顔料を含むインクから形成された光反射層により、造形物の表層側から加飾層を経由して入った光を良好に反射できる。また、これにより、例えば、減法混色法による着色を適切に行うことができる。   In this configuration, for example, white ink can be suitably used as the light reflective ink. Moreover, as a white ink, the ink containing a white pigment can be used suitably, for example. If comprised in this way, the light which entered via the decoration layer from the surface layer side of a molded article can be favorably reflected by the light reflection layer formed from the ink containing a white pigment, for example. Thereby, for example, coloring by the subtractive color mixing method can be appropriately performed.

(構成2)反射インク用ヘッドは、加飾インク用ヘッドおよび透明インク用ヘッドのそれぞれと、副走査方向における位置をずらして配設される。この場合、反射インク用ヘッドは、例えば、加飾インク用ヘッドおよび透明インク用ヘッドに対し、スタガ配列で配設される。   (Configuration 2) The reflective ink head is arranged with a different position in the sub-scanning direction from each of the decorative ink head and the transparent ink head. In this case, the reflective ink head is disposed in a staggered arrangement with respect to the decorative ink head and the transparent ink head, for example.

このように構成すれば、例えば、立体物造形装置について、コンパクトな構成をより適切に実現できる。また、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量をより適切に低減できる。これにより、例えば、インクを硬化させる硬化手段(紫外線光源等)として、より出力の小さな構成を用いることができる。また、例えば、硬化収縮の影響や、熱による変形等をより適切に抑えることもできる。更には、例えば、造形物の各位置に対してインク滴を吐出するタイミングをインクジェットヘッド毎に異ならせることにより、光反射性のインク、加飾インク、および透明インクについて、インクの混じり合いをより適切に防ぐことができる。   If comprised in this way, a compact structure can be implement | achieved more appropriately about a solid-object modeling apparatus, for example. Further, the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation can be more appropriately reduced. Thereby, for example, a configuration with smaller output can be used as a curing means (such as an ultraviolet light source) for curing the ink. Further, for example, the influence of curing shrinkage, deformation due to heat, and the like can be suppressed more appropriately. Furthermore, for example, by changing the timing of ejecting ink droplets to each position of a modeled object for each inkjet head, it is possible to further mix ink for light-reflective ink, decorative ink, and transparent ink. Can be prevented appropriately.

(構成3)透明インク用ヘッドは、光反射層と加飾層との間に、第1の透明層を形成し、且つ、加飾層の表層側に、第2の透明層を更に形成する。   (Configuration 3) The transparent ink head forms a first transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, and further forms a second transparent layer on the surface layer side of the decorative layer. .

このように構成した場合、造形物の表層側に第2の透明層を形成することにより、例えば、造形物の表面をより適切に保護することができる。より具体的に、この場合、第2の透明層によって加飾層が保護されることにより、例えば、摩擦による脱色や紫外線による退色を適切に防止できる。また、表層側に第2の透明層を形成することにより、例えば、ち密で精度の高い造形物を形成することもできる。   When comprised in this way, the surface of a molded article can be protected more appropriately, for example by forming a 2nd transparent layer in the surface layer side of a molded article. More specifically, in this case, the decorative layer is protected by the second transparent layer, so that, for example, discoloration due to friction or fading due to ultraviolet rays can be appropriately prevented. Further, by forming the second transparent layer on the surface layer side, for example, a dense and highly accurate shaped object can be formed.

(構成4)加飾インクのみでは加飾層のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たさない箇所に対し、透明インク用ヘッドは、透明インクにより、加飾層のインク充填密度を補填する。この場合、加飾層において、透明インクは、例えば、インク充填密度を補填するインクである補填インクとして用いられる。   (Configuration 4) The transparent ink head compensates the ink filling density of the decoration layer with the transparent ink for the portion where the ink filling density of the decoration layer does not satisfy the predetermined ink filling density only with the decoration ink. In this case, in the decorative layer, the transparent ink is used, for example, as a supplement ink that is an ink that supplements the ink filling density.

加飾インクのみで加飾層を形成した場合、加飾濃度の濃い部分はインク量が多く、薄い部分はインク量が少なくなる。また、その結果、加飾層のインク充填密度が場所によって異なり、加飾層内に凹凸や隙間が生じる場合がある。そして、このような凹凸や隙間が生じると、例えば、光学的な乱反射や屈折の原因となって加飾の見栄えを損ねたり、造形物の製造過程において造形物を所望の形状に造形することができない事態を招く虞がある。   When the decoration layer is formed only with the decoration ink, a portion with a high decoration density has a large amount of ink, and a thin portion has a small amount of ink. As a result, the ink filling density of the decorative layer varies depending on the location, and irregularities and gaps may occur in the decorative layer. When such irregularities and gaps occur, for example, the appearance of the decoration may be impaired due to optical irregular reflection or refraction, or the modeled object may be shaped into a desired shape in the manufacturing process of the modeled object. There is a risk of inability to do so.

これに対し、このように構成した場合、透明インクを補填インクとして用いることにより、加飾層のインク充填密度を適切に補填することができる。また、これにより、例えば、加飾層に上記のような凹凸や隙間が生じることを適切に抑えることができる。そのため、このように構成すれば、所望の加飾を行った所望の形状の造形物をより適切に造形することができる。   On the other hand, when comprised in this way, the ink filling density of a decoration layer can be appropriately compensated by using a transparent ink as a compensation ink. Moreover, it can suppress appropriately that the above unevenness | corrugations and gaps arise in a decoration layer by this, for example. Therefore, if comprised in this way, the modeling thing of the desired shape which performed the desired decoration can be modeled more appropriately.

(構成5)立体物造形装置は、複数の層を積層することで造形物を造形し、反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドは、複数の層のうちの二つ以上の層について、それぞれの層の端部側から中心側に向けて、加飾層の一部分と、透明層の一部分と、光反射層の一部分とを、この順で形成する。このように構成すれば、例えば、加飾層、透明層、および光反射層を有する造形物をより適切に造形できる。   (Configuration 5) The three-dimensional object modeling apparatus models a modeled object by laminating a plurality of layers, and the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head are two of the plurality of layers. About the above layer, a part of decoration layer, a part of transparent layer, and a part of light reflection layer are formed in this order toward the center side from the edge part side of each layer. If comprised in this way, the modeling thing which has a decoration layer, a transparent layer, and a light reflection layer can be modeled more appropriately, for example.

(構成6)透明インク用ヘッドは、光反射層と加飾層との間に、第1の透明層を形成し、且つ、加飾層の表層側に、第2の透明層を更に形成し、二つ以上の層の各層は、加飾層の一部分を、第1の透明層の一部分と、第2の透明層の一部分との間に有している。このように構成すれば、例えば、造形物の表層側にも透明層を有する造形物をより適切に造形できる。   (Configuration 6) The head for transparent ink forms a first transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, and further forms a second transparent layer on the surface layer side of the decorative layer. Each of the two or more layers has a part of the decorative layer between a part of the first transparent layer and a part of the second transparent layer. If comprised in this way, the modeling thing which has a transparent layer also on the surface layer side of a modeling thing can be modeled more appropriately, for example.

(構成7)第1の透明層の一部分と第2の透明層の一部分との間に加飾層の一部分を有している層同士が積層している領域を有しており、当該領域では、或る層に含まれる加飾層の一部分と、或る層の上または下に積層されている層に含まれる加飾層の一部分とが重畳していない部分は、或る層に含まれる加飾層の一部分と、或る層の上または下に積層されている層に含まれる第1の透明層の一部分または第2の透明層の一部分とが重畳している。   (Structure 7) It has the area | region where the layers which have a part of decoration layer laminated | stacked between a part of 1st transparent layer and a part of 2nd transparent layer, and in the said area | region A portion where a part of a decorative layer included in a certain layer and a part of a decorative layer included in a layer laminated on or under a certain layer do not overlap is included in a certain layer. A part of the decorative layer overlaps with a part of the first transparent layer or a part of the second transparent layer included in a layer laminated above or below a certain layer.

このように構成した場合、例えば、加飾層と透明層とが上下方向に重畳しているため、加飾層の上下に光反射層が重畳する可能性(重畳する割合)を抑制することができる。また、加飾層と透明層とが上下方向に重畳している場合、加飾層を形成するインクについて、例えば仮に透明インクと混じり合ったとしても、所望の加飾を実現することができる。そのため、このように構成すれば、例えば、所望の加飾が施された造形物をより適切に造形できる。   When comprised in this way, since the decoration layer and the transparent layer have overlapped in the up-and-down direction, for example, it is possible to suppress the possibility that the light reflection layer will be superimposed on the top and bottom of the decoration layer (ratio of overlapping). it can. Further, when the decorative layer and the transparent layer are superposed in the vertical direction, the desired decoration can be realized even if the ink forming the decorative layer is mixed with the transparent ink, for example. Therefore, if comprised in this way, the modeling thing to which the desired decoration was given can be modeled more appropriately, for example.

(構成8)立体物造形装置は、造形中の造形物の最上面を平坦化する平坦化手段を更に備え、透明インク用ヘッドは、加飾層における加飾インクの上に透明インクのインク滴を吐出し、平坦化手段は、少なくとも、加飾インクの上に形成された透明インクの層を平坦化する。   (Configuration 8) The three-dimensional object forming apparatus further includes a flattening means for flattening the uppermost surface of the formed object being formed, and the transparent ink head is an ink droplet of transparent ink on the decorative ink in the decorative layer. The flattening means flattens at least the transparent ink layer formed on the decorative ink.

このように構成した場合、例えば、平坦化手段による平坦化を行うことにより、より高い精度で造形を行うことができる。また、この場合、加飾インクの上に形成された透明インクの層を平坦化する構成であるため、平坦化時に加飾インクが他のインクと混じり合うこと等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、造形中の造形物をより適切に平坦化できる。   In the case of such a configuration, for example, modeling can be performed with higher accuracy by performing planarization by a planarization unit. In this case, since the transparent ink layer formed on the decorative ink is flattened, it is possible to appropriately prevent the decorative ink from being mixed with other inks at the time of flattening. Therefore, if comprised in this way, the modeling thing under modeling can be planarized more appropriately, for example.

なお、平坦化手段としては、例えば、ローラを好適に用いることができる。また、平坦化手段は、例えば、硬化する前の状態のインクの一部を除去することにより、インクの層を平坦化する。例えば、紫外線硬化型インクを用いて造形を行う場合、平坦化手段は、紫外線を照射する前のインクの一部を除去することにより、インクの層を平坦化する。   In addition, as a planarization means, a roller can be used suitably, for example. Further, the flattening means flattens the ink layer by removing a part of the ink in a state before being cured, for example. For example, when modeling is performed using ultraviolet curable ink, the planarization means planarizes the ink layer by removing a part of the ink before irradiation with ultraviolet rays.

また、この構成において、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとは、スタガ配列等により、副走査方向における位置を互いにずらして配設されている。そして、この場合、例えば、透明インク用ヘッドは、例えば、硬化済みの加飾インクの上に、透明インクを吐出する。また、平坦化手段は、例えば、加飾インクが硬化済みで、且つ、透明インクが未硬化である領域に対し、平坦化を行う。このように構成すれば、例えば、透明インクのみに対し、より適切に平坦化を行うことができる。また、これにより、例えば、加飾インクが他のインクと混じり合うことをより確実に防ぎつつ、インクの層を適切に平坦化できる。   Further, in this configuration, the decorative ink head and the transparent ink head are arranged so that their positions in the sub-scanning direction are shifted from each other by a staggered arrangement or the like. In this case, for example, the transparent ink head discharges the transparent ink onto, for example, the cured decorative ink. Further, the flattening means performs flattening on a region where the decorative ink is cured and the transparent ink is uncured, for example. If comprised in this way, planarization can be performed more appropriately only for transparent ink, for example. Further, for example, the ink layer can be appropriately flattened while more reliably preventing the decorative ink from being mixed with other ink.

(構成9)造形物の表層と垂直な方向において、光反射層と加飾層との間に形成される透明層の幅は、150μm以下である。このように構成すれば、例えば、透明層の幅が大きくなり過ぎることで生じる影響を抑えつつ、光反射性を有するインクと加飾インクとが混じり合うことを適切に防ぐことができる。透明層の幅が大きくなり過ぎることで生じる影響とは、例えば、造形物の外部から視認される色の濃度の低下等である。   (Configuration 9) In the direction perpendicular to the surface layer of the modeled object, the width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the decorative layer is 150 μm or less. If comprised in this way, it can prevent appropriately that the ink which has light reflectivity, and decorating ink mix, for example, suppressing the influence which arises because the width | variety of a transparent layer becomes large too much. The influence caused by the excessively large width of the transparent layer is, for example, a decrease in color density visually recognized from the outside of the modeled object.

(構成10)立体的な造形物を造形する立体物造形方法であって、光反射性を有する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、光反射性を有するインクの層である光反射層を形成する反射インク用ヘッドと、造形物に対する加飾用のインクである加飾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、加飾インクの層である加飾層を形成する加飾インク用ヘッドと、透明色のインクである透明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、透明インクの層である透明層を形成する透明インク用ヘッドとを用い、反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドに、予め設定された主走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動しつつインク滴を吐出する主走査動作と、主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の造形物に対して相対的に移動する副走査動作とを行わせ、少なくとも、加飾インク用ヘッドと、透明インク用ヘッドとは、副走査方向における位置を互いにずらして配設されており、反射インク用ヘッド、加飾インク用ヘッド、および透明インク用ヘッドを用いて、光反射層と加飾層との間に透明層を形成することにより、造形物の表層側から内側に向かって、加飾層と、透明層と、光反射層とを、この順で形成する。この立体物造形方法は、造形物の製造方法と考えることもできる。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。   (Configuration 10) A three-dimensional object modeling method for modeling a three-dimensional object, which is an inkjet head that ejects ink droplets of light-reflective ink, and is a light-reflective layer that is a layer of light-reflective ink A reflective ink head for forming a decorative ink and an ink jet head for ejecting ink droplets of a decorative ink that is a decorative ink for a modeled object, and for a decorative ink that forms a decorative layer that is a layer of the decorative ink A head for reflective ink, a head for transparent ink, which is an ink jet head that discharges ink droplets of transparent ink that is transparent color ink, and that forms a transparent layer that is a layer of transparent ink. A main scanning operation for ejecting ink droplets while moving relative to the modeled object being modeled in a main scanning direction set in advance in a head and a transparent ink head; A sub-scanning operation that moves relative to the modeled object in the sub-scanning direction orthogonal to the inspection direction, and at least the decorative ink head and the transparent ink head are in the sub-scanning direction. The positions are shifted from each other, and by using a reflective ink head, a decorative ink head, and a transparent ink head, by forming a transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, A decoration layer, a transparent layer, and a light reflection layer are formed in this order from the surface side of the modeled object to the inside. This three-dimensional object modeling method can also be considered as a manufacturing method of a modeled object. If comprised in this way, the effect similar to the structure 1 can be acquired, for example.

本発明によれば、例えば、所望の加飾を施した造形物を適切に造形できる。   According to the present invention, for example, it is possible to appropriately model a modeled object with a desired decoration.

本発明に係る造形物の一実施形態の外形を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external shape of one Embodiment of the molded article which concerns on this invention. 図1に示す切断線A−A´の断面図である。It is sectional drawing of cutting line AA 'shown in FIG. 図1に示す造形物の製造に用いるインクジェットヘッドのノズル孔側の模式図である。It is a schematic diagram by the side of the nozzle hole of the inkjet head used for manufacture of the molded article shown in FIG. 図1に示す造形物の製造過程を示す図である。It is a figure which shows the manufacture process of the molded article shown in FIG. 図1に示す造形物の製造過程の途中の上面図である。It is a top view in the middle of the manufacturing process of the molded article shown in FIG. 図1に示す造形物のメリットを説明するための該造形物の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of this model for explaining the merit of the model shown in FIG. 比較構成の造形物の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a modeling thing of comparative composition. 本発明に係る造形物の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the molded article which concerns on this invention. 本発明に係る造形物の他の実施形態の断面図を示す斜視図である。It is a perspective view which shows sectional drawing of other embodiment of the molded article which concerns on this invention. 図9に示す造形物の製造に用いるインクジェットヘッドのノズル孔側の模式図である。It is a schematic diagram by the side of the nozzle hole of the inkjet head used for manufacture of the molded article shown in FIG. 図9に示す造形物の製造過程を示す図である。It is a figure which shows the manufacture process of the molded article shown in FIG. 本実施形態において造形物50の造形を行う立体物造形装置100の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the solid-object modeling apparatus 100 which models the molded article 50 in this embodiment. ヘッド部102の具体的な構成の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of a head unit 102. FIG. 本例において形成するインクの層の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the layer of the ink formed in this example.

以下、本発明の一実施形態に係る立体物造形装置により造形する造形物と、その造形方法(製造方法)について、図1から図8に基づいて説明する。この造形物は、後に図12〜14等を用いて構成を説明する立体物造形装置により造形することができる。また、以下においては、この立体物造形装置により造形する造形物について、本実施形態の造形物等と言う。   Hereinafter, a modeling thing modeled with a solid thing modeling device concerning one embodiment of the present invention and its modeling method (manufacturing method) are explained based on Drawing 1-Drawing 8. This modeled object can be modeled by a three-dimensional modeled apparatus that will be described later with reference to FIGS. Moreover, in the following, the modeled object modeled by this three-dimensional modeled apparatus is referred to as a modeled object of the present embodiment.

また、この造形物は、積層方式で造形するとともに造形物の表面を加飾(文字、画像等をカラーで記録)した造形物の一例である。より具体的に、この造形物は、複数の層を積層する積層方式(積層造形法)によって立体造形された構造物である。また、この造形物は、積層方式で造形するとともに造形物の表面を加飾(文字、画像等をカラーで記録)した造形物の一例である。また、以下の実施形態では、インクジェットヘッドを用いた方法(インクジェット法)で造形を行う形態を説明する。   Further, this model is an example of a model that is modeled by the lamination method and the surface of the model is decorated (characters, images, etc. are recorded in color). More specifically, the modeled object is a structure that is three-dimensionally modeled by a layering method (layered modeling method) in which a plurality of layers are stacked. Further, this model is an example of a model that is modeled by the lamination method and the surface of the model is decorated (characters, images, etc. are recorded in color). In the following embodiments, a form in which modeling is performed by a method using an inkjet head (inkjet method) will be described.

〔1〕造形物の構成
図1は、本実施形態の造形物50の外観を示した斜視図である。本実施形態の造形物50は、側面が湾曲して膨らんだ略円筒形状を有している。なお、本発明に係る造形物の形状、並びに本発明に係る製造方法によって製造される造形物の形状は、図1に示す形状に限定されるものではなく、例えば後述する六面体のほか、球型や中空構造やリング構造や蹄鉄型などあらゆる形状に適用することができる。
[1] Configuration of Modeled Object FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a modeled object 50 of the present embodiment. The modeled object 50 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape in which the side surface is curved and swells. The shape of the shaped object according to the present invention and the shape of the shaped object manufactured by the manufacturing method according to the present invention are not limited to the shapes shown in FIG. It can be applied to all shapes such as hollow structures, ring structures, and horseshoe types.

本発明の特徴的構成の一つとして、本実施形態では、造形物50の表層側(外周側)から内側(中心部側)に向かって、第2の透明層と、着色剤を含むインク(加飾インク)によって形成された着色層(加飾層)と、透明インクによって形成された第1の透明層と、光反射性を有するインクから形成された光反射層とがこの順番で形成されている点にある。図1は、造形物50の湾曲側面に、造形物50の最も表層側に位置する、透明インクから形成された第2の透明層4が見えた状態である。   As one of the characteristic configurations of the present invention, in the present embodiment, the ink containing the second transparent layer and the colorant from the surface layer side (outer peripheral side) to the inner side (center side) of the modeled object 50 ( The colored layer (decorative layer) formed by the decorative ink), the first transparent layer formed by the transparent ink, and the light reflecting layer formed from the ink having light reflectivity are formed in this order. There is in point. FIG. 1 shows a state in which the second transparent layer 4 formed from a transparent ink located on the most surface layer side of the modeled object 50 is visible on the curved side surface of the modeled object 50.

図2は、図1に示す切断線A−A´における矢視断面図である。図2に示す造形物50の断面は、図1に示すXYZ座標系に関して、造形物50の中央位置においてXZ平面に沿った断面を出現させたものである。   2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ shown in FIG. The cross section of the model 50 shown in FIG. 2 is a cross section along the XZ plane at the center position of the model 50 with respect to the XYZ coordinate system shown in FIG.

図2に示す本実施形態では、一例として21枚の層50aをZ方向に積層することによって立体造形された造形物50を示している。なお、層数は21に限定されるものではない。   In the present embodiment illustrated in FIG. 2, as an example, a three-dimensionally shaped object 50 is illustrated by laminating 21 layers 50 a in the Z direction. The number of layers is not limited to 21.

〔2〕積層される各層の構成
中段付近に在る1つの層50aのXY平面を、図5に示す。各層50aは、その外周側から中心側に向けて、第2の透明層の一部分54と、着色層の一部分53と、第1の透明層の一部分52と、光反射層の一部分51とがこの順で形成されている。つまり、本実施形態の造形物50は、造形物本体である光反射層1から表層側(外周側)に向けて、第1の透明層2と、着色層3と、第2の透明層4とがこの順でコーティングしていると換言することもできる。また、層50aの一層のZ方向(図の縦方向)の厚さは主に着色層3の減法混色による多色形成に適切な値で5μm〜50μmの範囲であり、例えば紫外線硬化型インクをインクジェット法で層形成する場合の好ましい範囲は10μm〜25μmである。
[2] Configuration of each layer to be stacked FIG. 5 shows an XY plane of one layer 50a in the vicinity of the middle stage. Each layer 50a has a second transparent layer portion 54, a colored layer portion 53, a first transparent layer portion 52, and a light reflecting layer portion 51 from the outer peripheral side toward the center side. It is formed in order. That is, the modeled object 50 of the present embodiment has the first transparent layer 2, the colored layer 3, and the second transparent layer 4 from the light reflecting layer 1, which is the modeled object body, toward the surface layer side (outer peripheral side). It can also be said that and are coated in this order. The thickness of one layer 50a in the Z direction (vertical direction in the figure) is a value suitable for multicolor formation mainly by subtractive color mixing of the colored layer 3, and is in the range of 5 μm to 50 μm. A preferable range in the case of forming a layer by the ink jet method is 10 μm to 25 μm.

ここで、本実施形態では、光反射層1を造形物本体と見なすが、光反射層は造形物本体に属するものであってもそうでなくても良い。すなわち、光反射層とは別体の造形物本体或いは空洞が造形物の中心部に在り、その造形物本体(光反射性を有していなくても良い)から表層側(外周側)に向けて、光反射層と、第1の透明層と、着色層と、第2の透明層とがこの順で形成されていても良い。あるいは、芯部(光反射性を有していなくても良い)とその表面に形成された光反射層1とを造形物本体と見なしても良い。   Here, in this embodiment, although the light reflection layer 1 is regarded as a modeled object main body, the light reflecting layer may or may not belong to the modeled object main body. That is, the molded object body or cavity separate from the light reflecting layer is in the center of the modeled object, and the modeled object body (which may not have light reflectivity) is directed to the surface layer side (outer peripheral side). The light reflecting layer, the first transparent layer, the colored layer, and the second transparent layer may be formed in this order. Or you may consider the core part (it does not need to have light reflectivity) and the light reflection layer 1 formed in the surface as a molded article main body.

図2に示すように複数の層50aがZ方向に積層されていることにより、各層50aの第2の透明層の一部分54が概ね造形物50の最外周表面方向に連なって、第2の透明層4を形成している。また、各層50aの着色層の一部分53が概ね造形物50の最外周表面方向に連なって、着色層3を形成している。また、各層50aの第1の透明層の一部分52が概ね造形物50の最外周表面方向に連なって、第1の透明層2を形成している。また、光反射層の一部分51が概ね造形物50の最外周表面方向に連なって、光反射層1を形成している。   As shown in FIG. 2, the plurality of layers 50 a are stacked in the Z direction, so that a portion 54 of the second transparent layer of each layer 50 a is generally connected to the outermost peripheral surface direction of the modeled object 50, so that the second transparent Layer 4 is formed. Further, the colored layer 3 is formed by a portion 53 of the colored layer of each layer 50 a being substantially continuous with the outermost surface of the model 50. In addition, a part 52 of the first transparent layer of each layer 50 a is generally connected to the outermost peripheral surface direction of the modeled object 50 to form the first transparent layer 2. Further, a part 51 of the light reflecting layer is substantially continuous with the outermost surface of the model 50 to form the light reflecting layer 1.

また、このように配置することにより、造形物50の表面をX、Y、Zのあらゆる方向から見ても、第2の透明層、着色層、第1の透明層、光反射層の順となるので、減法混色により表現された色調を認識することができる。   Moreover, even if it sees the surface of the molded article 50 from all directions of X, Y, and Z by arranging in this way, the order of the second transparent layer, the colored layer, the first transparent layer, and the light reflecting layer Therefore, the color tone expressed by subtractive color mixture can be recognized.

なお、第1の透明層の一部分52のXY平面方向の寸法は、第1の透明層の一部分52が上下で接する着色層の一部分53の寸法よりも若干広めに設定することで、着色層3と光反射層1とを構成するインク同士の混じり合いの防止をより確実にすることができる。   The dimension in the XY plane direction of the portion 52 of the first transparent layer is set slightly wider than the dimension of the portion 53 of the colored layer with which the portion 52 of the first transparent layer is in contact with the top and bottom. And prevention of mixing of the inks constituting the light reflection layer 1 can be ensured.

また、第2の透明層の一部分54のXY平面方向の寸法は、第2の透明層の一部分54が上下で接する着色層の一部分53の寸法よりも若干広めに設定することで、着色層3の保護をより確実にすることができる。   The dimension of the second transparent layer portion 54 in the XY plane direction is set to be slightly wider than the dimension of the colored layer portion 53 with which the second transparent layer portion 54 is vertically contacted. Can be more reliably protected.

造形物50のZ方向に沿った幅(以下、Z方向の厚さと記載する。Z方向の高さとも称することができる)は限定されるものではなく、層50aのZ方向の厚さ(高さ)も積層数等により適宜設定することができる。また、後述するように、本実施形態ではインクジェット法を用いて積層するため、その積層方法において実現可能な層50aのZ方向の厚さを考慮すれば良い。例えば後述する紫外線硬化型インクをインクジェット法で層形成する場合の層50aの厚さはインク滴の大きさに依り5μm〜20μmであるが、大型の造形物で解像度が要求されない場合は複数層を同じデータで積層してもよく、より大きなインク滴にすれば良いので、その場合、データ量の減少と造形速度の高速化が見込める。   The width of the shaped object 50 along the Z direction (hereinafter referred to as the thickness in the Z direction, which can also be referred to as the height in the Z direction) is not limited, and the thickness in the Z direction of the layer 50a (high) ) Can also be set as appropriate depending on the number of layers. Further, as will be described later, in this embodiment, since the ink-jet method is used for lamination, the thickness in the Z direction of the layer 50a that can be realized by the lamination method may be considered. For example, the thickness of the layer 50a in the case of forming a layer of an ultraviolet curable ink to be described later by the inkjet method is 5 μm to 20 μm depending on the size of the ink droplets. The same data may be stacked and larger ink droplets may be used. In that case, the data amount can be reduced and the modeling speed can be increased.

〔3〕光反射層1(光反射層の一部分51)の構成
光反射層1(光反射層の一部分51)は、光反射性を有するインクによって形成された層であり、光反射層1の少なくとも着色層側の表面において可視光の全領域の光を反射することができる光反射性を有している。
[3] Configuration of the Light Reflecting Layer 1 (Part 51 of the Light Reflecting Layer) The light reflecting layer 1 (part 51 of the light reflecting layer) is a layer formed of light reflective ink. It has a light reflectivity that can reflect light in the entire visible light region at least on the surface of the colored layer.

光反射層1(光反射層の一部分51)は、具体的には、金属粉末を含んだインク、あるいは、白色顔料を含むインクから形成することができるが、白色インクから形成することが好ましい。白色インクから形成することにより、光反射層1において造形物の表層側から入った光を良好に反射し、減法混色による着色を実現することができる。   Specifically, the light reflection layer 1 (a part 51 of the light reflection layer) can be formed from an ink containing a metal powder or an ink containing a white pigment, but is preferably formed from a white ink. By forming from a white ink, the light which entered from the surface layer side of the molded article in the light reflection layer 1 can be favorably reflected, and coloring by subtractive color mixture can be realized.

本実施形態では造形物本体が光反射層1によって構成されているが、光反射性を有していなくても良い別体の造形物本体の表面に光反射層1を形成する場合には、光反射層1の厚さ、すなわち図2に示す光反射層の一部分51の外周側から中心側方向に沿った幅(以下、光反射層1の厚さと記載する)は最小で5μm〜20μmとすることができる。なお、本発明はこの数値範囲に限定されるものではない。   In the present embodiment, the modeled body is configured by the light reflecting layer 1, but when the light reflecting layer 1 is formed on the surface of a separate modeled body that may not have light reflectivity, The thickness of the light reflecting layer 1, that is, the width from the outer peripheral side to the center side direction of the portion 51 of the light reflecting layer shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as the thickness of the light reflecting layer 1) is 5 μm to 20 μm at a minimum. can do. The present invention is not limited to this numerical range.

〔4〕第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)の構成
第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)は、透明インクから形成される。
[4] Configuration of first transparent layer 2 (first transparent layer portion 52) The first transparent layer 2 (first transparent layer portion 52) is formed of a transparent ink.

ここで、透明インクとは、単位厚さ当たりの光透過率が50%以上である透明層を形成することができるインクであれば良い。透明層の単位厚さ当たりの光透過率が50%を下回ると、光の透過が不都合に阻止されて、造形物が減法混色による所望の色調を呈することができないため望ましくない。また、好ましくは、透明層の単位厚さ当たりの光透過率が80%以上となるインクを用い、透明層の単位厚さ当たりの光透過率が90%以上となるインクを用いることがより好ましい。   Here, the transparent ink may be any ink that can form a transparent layer having a light transmittance of 50% or more per unit thickness. If the light transmittance per unit thickness of the transparent layer is less than 50%, the light transmission is undesirably blocked, and the molded article cannot exhibit a desired color tone due to subtractive color mixing, which is not desirable. Preferably, an ink having a light transmittance of 80% or more per unit thickness of the transparent layer is used, and an ink having a light transmittance of 90% or more per unit thickness of the transparent layer is more preferably used. .

光反射層1(光反射層の一部分51)と、着色層3(着色層の一部分53)との間に第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)を配設することにより、着色層3を形成する着色インクと光反射層1を形成するインクとが混じり合うことを回避することができる。仮に、着色層を形成する着色インクが、第1の透明層を形成する透明インクと混じり合っても着色層の色は失われないので色調に不都合な変化を生じさせることはない。したがって、着色層3において所望の色調(加飾)を呈した造形物を実現することができる。   By disposing the first transparent layer 2 (a part 52 of the first transparent layer) between the light reflecting layer 1 (a part 51 of the light reflecting layer) and the colored layer 3 (a part 53 of the colored layer). It is possible to avoid mixing the colored ink forming the colored layer 3 and the ink forming the light reflecting layer 1. Even if the colored ink that forms the colored layer is mixed with the transparent ink that forms the first transparent layer, the color of the colored layer is not lost, and therefore, an undesirable change in color tone is not caused. Therefore, it is possible to realize a shaped article that exhibits a desired color tone (decoration) in the colored layer 3.

第1透明層の一部分52の外周側から中心側方向に沿った幅(以下、第1透明層の厚さと記載する)は、積層方向に垂直な面の加飾部分において最小で5μm〜20μmである。なお、本発明はこの数値範囲に限定されるものではない。   The width along the center side direction from the outer peripheral side of the portion 52 of the first transparent layer (hereinafter referred to as the thickness of the first transparent layer) is 5 μm to 20 μm at the minimum in the decorative portion on the surface perpendicular to the stacking direction. is there. The present invention is not limited to this numerical range.

〔5〕着色層3(着色層の一部分53)の構成
着色層3(着色層の一部分53)は、着色剤を含む着色インクによって形成される。
[5] Configuration of Colored Layer 3 (Colored Layer Part 53) The colored layer 3 (colored layer part 53) is formed of a colored ink containing a colorant.

着色剤を含むインク(以下、着色インクと記載することもある)としては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)、ブラック(K)、各々の淡色のインクが含まれるが、これに限定されるものではなく、赤(R)、緑(G)、青(B)や、オレンジ(Or)等を加えても良い。また、メタリックやパールや蛍光体色を使用することも可能である。所望の色調を表現するべく、これらの着色インクの1種類または複数種類を用いる。   Examples of the ink containing a colorant (hereinafter sometimes referred to as a colored ink) include yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and light-colored inks. However, the present invention is not limited to this, and red (R), green (G), blue (B), orange (Or), or the like may be added. It is also possible to use metallic, pearl and phosphor colors. In order to express a desired color tone, one or more of these colored inks are used.

ところで、着色層3(着色層の一部分53)を形成するために用いられる着色インクの量は、所望の(呈したい)色調によってばらつきがある。そのため、低濃度の明るい色調の場合は着色インクのみでは着色層3のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たすに至らず、Z方向の高さに凹凸が形成される場合や、X、Y方向に沿った途中に着色インクが無い凹みが形成される場合がある。何れの場合も、本実施形態のように積層方式によって形成される造形物には不都合な凹凸を生じることになり、好ましくない。特に、図2に示す積層構造の真ん中付近の垂直な造形面では、誤差拡散法によるインク形成で、着色層3の一つの断面が縦横各々のインク滴二滴の計四滴の充填密度の場合で、着色インクの数は最大(最高濃度)で四滴、最小(濃度ゼロ、つまり白色)でゼロとなるので、最小の場合は四滴分の隙間の空間を形成してしまう場合があり、造形面からも色調面からも大きく品質を損なう。   Incidentally, the amount of the colored ink used for forming the colored layer 3 (colored layer portion 53) varies depending on the desired (desired) color tone. Therefore, in the case of a light color tone with a low density, the ink filling density of the colored layer 3 does not reach a predetermined ink filling density with colored ink alone, and unevenness is formed in the height in the Z direction, or X, Y There is a case where a dent without colored ink is formed in the middle along the direction. In any case, inconvenient irregularities are generated in the shaped article formed by the lamination method as in this embodiment, which is not preferable. In particular, in the case of a vertical modeling surface near the middle of the laminated structure shown in FIG. 2, when the ink is formed by the error diffusion method, one cross section of the colored layer 3 has a filling density of a total of four drops of two ink drops vertically and horizontally. The number of colored inks is 4 drops at the maximum (maximum density) and 0 at the minimum (zero density, that is, white), so in the case of the minimum, a gap space of 4 drops may be formed, The quality is greatly impaired from both the modeling and color aspects.

そこで、本実施形態では、着色インクのみでは着色層3(着色層の一部分53)のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たさない箇所について、補填インクによって着色層3(着色層の一部分53)のインク充填密度を補填することをおこなう。すなわち、着色層3(着色層の一部分53)を、着色インクと補填インクの合算の密度(インク滴の数)を一定となるように形成する。これにより、上述した凹みの発生を回避して、造形物50の形状をち密に造形することができる。   Therefore, in the present embodiment, the colored layer 3 (colored layer portion 53) is filled with the supplementary ink at a location where the ink filling density of the colored layer 3 (colored layer portion 53) does not satisfy the predetermined ink filling density with only the colored ink. The ink filling density is compensated. That is, the colored layer 3 (the colored layer part 53) is formed so that the total density (number of ink droplets) of the colored ink and the supplemental ink is constant. Thereby, generation | occurrence | production of the dent mentioned above can be avoided and the shape of the molded article 50 can be modeled closely.

着色インクの吐出量、着色インクに構成される各色インクの着弾位置は予めわかっているため、これらを考慮すれば補填インクの補填量と補填位置(着弾位置)を判断することができる。該判断は、インクジェットヘッド装置10あるいは、図示しない他の制御装置においておこなうことができる。このようにすれば、補填量を最小にすることにより、除去するインク量を少なくすることができる。   Since the discharge amount of the colored ink and the landing position of each color ink configured in the colored ink are known in advance, the compensation amount and the compensation position (landing position) of the compensation ink can be determined by taking these into account. This determination can be made in the inkjet head device 10 or another control device (not shown). In this way, the amount of ink to be removed can be reduced by minimizing the amount of compensation.

また、補填インクによりインク充填密度を補填することにより、着色層3で形成される面が平坦になるために光沢感を持たせることができる。   Further, by supplementing the ink filling density with the supplementary ink, the surface formed by the colored layer 3 becomes flat, so that a glossy feeling can be given.

補填インクは、着色層3(着色層の一部分53)に呈されるべき色調に悪影響を与えないインクであればよく、一例としては、第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)および第2の透明層4(第1の透明層の一部分54)において用いる透明インクを採用することができる。   The supplementary ink may be any ink that does not adversely affect the color tone to be exhibited in the colored layer 3 (colored layer portion 53). As an example, the first transparent layer 2 (first transparent layer portion 52) is used. ) And the second transparent layer 4 (a portion 54 of the first transparent layer) can be used.

着色層3の厚さ、すなわち、図2に示す着色層の一部分53の外周側から中心側方向に沿った幅(以下、着色層3の厚さと記載する)は、例えば5μm〜20μmとすることができる。   The thickness of the colored layer 3, that is, the width from the outer peripheral side to the center side direction of the portion 53 of the colored layer shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as the thickness of the colored layer 3) is, for example, 5 μm to 20 μm. Can do.

なお、本実施形態では着色層3に基づいて説明しているが、本発明は着色層に限定されるものではなく、加飾層であれば特に制限はない。   In addition, although this embodiment demonstrates based on the colored layer 3, this invention is not limited to a colored layer, If it is a decoration layer, there will be no restriction | limiting in particular.

〔6〕第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)の構成
第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)は、第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)において説明した透明インクを用いて形成される。なお、第2の透明層4と第1の透明層2とは同一種の透明インクを用いても形成されても良く、異種の透明インクを用いても形成されても良い。
[6] Configuration of Second Transparent Layer 4 (Part 54 of Second Transparent Layer) The second transparent layer 4 (part 54 of the second transparent layer) is the first transparent layer 2 (first transparent layer). It is formed using the transparent ink described in part 52) of the layer. The second transparent layer 4 and the first transparent layer 2 may be formed using the same type of transparent ink, or may be formed using different types of transparent ink.

第2の透明層4の厚さ、すなわち、図2に示す第2の透明層の一部分54の外周側から中心側方向に沿った幅(以下、第2の透明層4の厚さと記載する)は、例えば10μm〜100μmとすることができる。   The thickness of the second transparent layer 4, that is, the width along the center side direction from the outer peripheral side of the portion 54 of the second transparent layer shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as the thickness of the second transparent layer 4). Can be, for example, 10 μm to 100 μm.

第2の透明層4は、着色層3の保護層として機能するだけでなく、積層方式を採用している本発明(本実施形態)において、造形物をち密に製造することを可能にするという優位な効果を奏する。   The second transparent layer 4 not only functions as a protective layer for the colored layer 3, but also makes it possible to manufacture a molded object densely in the present invention (this embodiment) that employs a lamination method. Has an advantageous effect.

すなわち、仮に着色層3が造形物50の最表層を構成している場合、つまり図2に示す各層50aにおいて仮に着色層の一部分53が最も端部に位置している場合には、着色層3(着色層の一部分53)が精度よく形成できない虞がある。しかしながら、本実施形態のように造形物50の最表層に第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)が形成されていることにより、着色層3(着色層の一部分53)が精度よく形成されることから、第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)によって、所望の色調を呈することに寄与できる。   That is, if the colored layer 3 constitutes the outermost layer of the modeled object 50, that is, if a portion 53 of the colored layer is located at the end most in each layer 50a shown in FIG. There is a possibility that (a part 53 of the colored layer) cannot be formed with high accuracy. However, the colored layer 3 (the colored layer portion 53) is formed by forming the second transparent layer 4 (a portion 54 of the second transparent layer) on the outermost layer of the modeled object 50 as in the present embodiment. Since it forms accurately, it can contribute to exhibiting a desired color tone by the 2nd transparent layer 4 (part 54 of a 2nd transparent layer).

また、仮に着色層3が造形物50の最表層を構成している場合は、着色層3がむき出しになるので、擦れによる脱色や、紫外線による退色が起き易くなる。しかしながら、本実施形態のように造形物50の最表層に第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)が形成されていることにより、脱色や退色を防止することができる。   In addition, if the colored layer 3 constitutes the outermost layer of the modeled object 50, the colored layer 3 is exposed, so that discoloration due to rubbing and fading due to ultraviolet rays are likely to occur. However, since the 2nd transparent layer 4 (part 54 of a 2nd transparent layer) is formed in the outermost layer of the molded article 50 like this embodiment, decoloring and fading can be prevented.

〔7〕造形物の製造方法
次に、本実施形態の造形物50を製造する製造方法について説明する。図3は、製造方法に用いるインクジェットヘッド装置10の下面を示した図である。図4は、本実施形態の造形物50を製造する過程での途中の状態を模式的に示した図である。
[7] Manufacturing Method of Modeled Object Next, a manufacturing method for manufacturing the modeled object 50 of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a view showing the lower surface of the inkjet head device 10 used in the manufacturing method. FIG. 4 is a view schematically showing a state in the process of manufacturing the modeled object 50 of the present embodiment.

インクジェットヘッド装置10の下面には、大きく分けて3つのインクジェットヘッド11H〜13Hが搭載されている。図3に示すように、第1インクジェットヘッド11Hと、第2インクジェットヘッド12Hおよび第3インクジェットヘッド13Hとは、X方向に沿って配設位置がずれている。また、図3に示すように、第1インクジェットヘッド11Hと、第2インクジェットヘッド12Hと、第3インクジェットヘッド13Hとは、Y方向に沿って配設位置がずれている。つまりインクジェットヘッド11H〜13Hは、いわゆるスタガ配列で並んでいる。   On the lower surface of the inkjet head device 10, roughly divided, three inkjet heads 11 </ b> H to 13 </ b> H are mounted. As shown in FIG. 3, the arrangement positions of the first inkjet head 11H, the second inkjet head 12H, and the third inkjet head 13H are shifted along the X direction. In addition, as shown in FIG. 3, the first ink jet head 11H, the second ink jet head 12H, and the third ink jet head 13H are arranged at different positions along the Y direction. That is, the inkjet heads 11H to 13H are arranged in a so-called staggered arrangement.

第1インクジェットヘッド11Hには、シアンインクを吐出するシアンインク用ノズル10(C)と、マゼンタインクを吐出するマゼンタインク用ノズル10(M)と、イエローインクを吐出するイエローインク用ノズル10(Y)と、ブラックインクを吐出するブラックインク用ノズル10(K)とが設けられている。なお、各ノズル10(C)、10(M)、10(Y)および10(K)の配列順や数は図3に示すものに限定されない。これらノズルから吐出されるインクは何れも図2に示す着色層3(着色層の一部分53)を形成するために用いる着色インクである。   The first inkjet head 11H includes a cyan ink nozzle 10 (C) for discharging cyan ink, a magenta ink nozzle 10 (M) for discharging magenta ink, and a yellow ink nozzle 10 (Y for discharging yellow ink). ) And a black ink nozzle 10 (K) for discharging black ink. The order and number of the nozzles 10 (C), 10 (M), 10 (Y), and 10 (K) are not limited to those shown in FIG. Each of the inks ejected from these nozzles is a colored ink used for forming the colored layer 3 (colored layer portion 53) shown in FIG.

第2インクジェットヘッド12Hには、白色インク(W)を吐出する白色インク用ノズル10(W)が設けられている。この白色インク(W)は、図2に示す光反射層1(光反射層の一部分51)を形成するために用いるインクである。   The second inkjet head 12H is provided with a white ink nozzle 10 (W) for discharging white ink (W). This white ink (W) is an ink used for forming the light reflecting layer 1 (a part 51 of the light reflecting layer) shown in FIG.

第3インクジェットヘッド13Hには、透明インク(CL)を吐出する透明インク用ノズル10(CL)が設けられている。この透明インク(CL)は、図2に示す第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)および第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)を形成するために用いるインクである。   The third inkjet head 13H is provided with a transparent ink nozzle 10 (CL) that discharges the transparent ink (CL). This transparent ink (CL) is used to form the first transparent layer 2 (first transparent layer portion 52) and the second transparent layer 4 (second transparent layer portion 54) shown in FIG. This is the ink used.

インクジェットヘッド装置10は図3に示す下面を形成中の層50aに対向させるように設けられている。また、インクジェットヘッド装置10はX方向に往復移動することができ、その移動中にインクを吐出する。また、インクジェットヘッド装置10をXYZ座標系において所定の方向に移動させるか、層50aが載せられている形成台(形成台の形成面Bを図4に図示)のほうをXYZ座標系において所定の方向に移動させるかによって、インクジェットヘッド装置10と、形成途中の層50aとの相対位置を変化させる。移動は、どちらがおこなっても良い。   The inkjet head device 10 is provided so that the lower surface shown in FIG. 3 faces the layer 50a being formed. Further, the inkjet head device 10 can reciprocate in the X direction, and ejects ink during the movement. Further, the inkjet head device 10 is moved in a predetermined direction in the XYZ coordinate system, or the formation table on which the layer 50a is placed (the formation surface B of the formation table is shown in FIG. 4) is determined in the XYZ coordinate system. The relative position between the inkjet head device 10 and the layer 50a being formed is changed depending on whether the ink is moved in the direction. Either movement may be performed.

ここで、各インクは、紫外線硬化性を有するインクである。したがって、吐出後のインクに対して紫外線を照射する必要がある。紫外線照射器は、インクジェットヘッド装置10に搭載されていても良いし、別体で構成されていても良い。紫外線が照射されることによってインクが硬化して、最終的に図2に示す各層50aが形成される。   Here, each ink is an ultraviolet curable ink. Therefore, it is necessary to irradiate the discharged ink with ultraviolet rays. The ultraviolet irradiator may be mounted on the inkjet head device 10 or may be configured separately. By irradiating with ultraviolet rays, the ink is cured and finally each layer 50a shown in FIG. 2 is formed.

以下に、図4を用いて、このインクジェットヘッド装置10を用いておこなう造形物50の製造過程を説明する。   Below, the manufacturing process of the molded article 50 performed using this inkjet head apparatus 10 is demonstrated using FIG.

まず、最初の層50a(第1の層50a(1)と記載する)を形成台の形成面Bに形成する。   First, the first layer 50a (described as the first layer 50a (1)) is formed on the formation surface B of the forming table.

この第1の層50a(1)の形成(製造)工程では、インクジェット法を用いて、インクジェットヘッド装置10から各インクを所定のタイミングで吐出して、第1の層50aの端部側から中心側に向かって、第2の透明層の一部分、着色層の一部分と、第1の透明層の一部分と、光反射層の一部分とをこの順番で含むように形成する。   In the formation (manufacturing) process of the first layer 50a (1), each ink is ejected from the ink-jet head device 10 at a predetermined timing using an ink-jet method, and is centered from the end side of the first layer 50a. To the side, a part of the second transparent layer, a part of the colored layer, a part of the first transparent layer, and a part of the light reflecting layer are formed in this order.

第1の層50a(1)の形成(製造)工程について、図4(a)〜図4(c)を用いて具体的に説明する。   The process of forming (manufacturing) the first layer 50a (1) will be specifically described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c).

図4(a)に示すステップS1では、透明インクを用いて第2の透明層の一部分54を形成するとともに、透明インクを用いて第1の透明層の一部分52を形成する工程をおこなう。この工程では、インクジェットヘッド装置10をX軸に沿って正方向に移動させて、所定のタイミングで透明インクを図3に示す透明インク用ノズル10(CL)から吐出して、第2の透明層の一部分54となる位置、および第1の透明層の一部分52となる位置に着弾させて透明インクのインク溜まりを形成した後、インク溜まりに対して紫外線を照射してこれを硬化させる。これにより、図4(a)に示すように第1の透明層の一部分52および第2の透明層の一部分54が形成される。   In step S1 shown in FIG. 4A, a step of forming the second transparent layer portion 54 using the transparent ink and forming the first transparent layer portion 52 using the transparent ink is performed. In this step, the inkjet head device 10 is moved in the positive direction along the X axis, and the transparent ink is ejected from the transparent ink nozzle 10 (CL) shown in FIG. After forming an ink reservoir of transparent ink by landing at a position to become a portion 54 of the first transparent layer and a position to become a portion 52 of the first transparent layer, the ink reservoir is irradiated with ultraviolet rays and cured. As a result, as shown in FIG. 4A, a first transparent layer portion 52 and a second transparent layer portion 54 are formed.

続いて、図4(b)に示すステップS2では、インクジェットヘッド装置10をX軸に沿って負方向に移動させて、所定のタイミングで光反射性を有するインクとしての白色インク(W)を白色インク用ノズル10(W)から吐出してインク溜まりを形成し、これに紫外線を照射して硬化させる。これにより、図4(b)に示すように光反射層の一部分51が形成される。   Subsequently, in step S2 shown in FIG. 4B, the inkjet head device 10 is moved in the negative direction along the X axis, and white ink (W) as light-reflective ink is whitened at a predetermined timing. An ink reservoir is formed by discharging from the ink nozzle 10 (W), and this is cured by irradiation with ultraviolet rays. Thereby, as shown in FIG.4 (b), the part 51 of a light reflection layer is formed.

続いて、図4(c)に示すステップS3では、インクジェットヘッド装置10をX軸に沿って正方向に移動させて、所定のタイミングで着色インクおよび補填インクからなる着色層形成用インクを両者のインクの合算量が一定となるように吐出して、紫外線硬化する。ここで所定のタイミングとは、ステップS1において形成した第1の透明層の一部分52と第2の透明層の一部分54との間の領域に着色層形成用インクを吐出できる位置に第1インクジェットヘッド11Hの各ノズルが在るタイミングである。このタイミングで予め決められた量のインク滴をインクジェット法を用いて吐出してインク溜まりを形成し、これに紫外線を照射することによって、硬化させる。これにより、図4(c)に示すように、第1の透明層の一部分52と第2の透明層の一部分54との間に、所望の色調を呈する着色層の一部分53が形成される。   Subsequently, in step S3 shown in FIG. 4 (c), the inkjet head device 10 is moved in the positive direction along the X axis, and the colored layer forming ink composed of the colored ink and the supplementary ink is added to both of them at a predetermined timing. The ink is discharged so that the total amount of ink is constant, and is cured by ultraviolet rays. Here, the predetermined timing refers to the first inkjet head at a position where the colored layer forming ink can be ejected to a region between the first transparent layer portion 52 and the second transparent layer portion 54 formed in step S1. This is the timing when each 11H nozzle is present. At this timing, a predetermined amount of ink droplets are ejected using an ink jet method to form an ink reservoir, which is cured by irradiating it with ultraviolet rays. As a result, as shown in FIG. 4C, a colored layer portion 53 having a desired color tone is formed between the first transparent layer portion 52 and the second transparent layer portion 54.

このステップS1〜S3を経ることにより、第1の層50a(1)が完成する。第1の層50a(1)は、図5に示す層50aの上面図と同じ態様である。なお、ステップS1およびステップS2は順序を入れ替えても良い。また、ステップS2およびステップS3も順序を入れ替えても良い。   Through the steps S1 to S3, the first layer 50a (1) is completed. The first layer 50a (1) has the same form as the top view of the layer 50a shown in FIG. Step S1 and step S2 may be switched in order. Steps S2 and S3 may also be switched in order.

第1の層50a(1)が完成すると、次に、第1の層50a(1)の上に新たな層50a(第2の層50a(2)と記載する)を形成(積層)する。   When the first layer 50a (1) is completed, a new layer 50a (described as the second layer 50a (2)) is formed (stacked) on the first layer 50a (1).

ここで、本実施形態の造形物50は、図2に示すように、積層体の最も下段から中段にかけて積層する層50aのXY平面に沿ったサイズ(面積)が徐々に大きくなっている。このように断面に関して積層方向に沿ってサイズが大きくなるような形状の造形物50をインクジェット法を用いて製造する場合には、積層する上層50aの端部が、既に形成されている下層50aの端部よりも側方に飛び出した形となる。このように飛び出した構造を形成するためにはサポート材層を形成すれば良い。   Here, as shown in FIG. 2, the modeled object 50 of the present embodiment has a gradually increasing size (area) along the XY plane of the layer 50 a that is laminated from the lowest to the middle of the laminate. Thus, when manufacturing the modeling object 50 of a shape which becomes large along a lamination direction regarding a cross section using the inkjet method, the edge part of the upper layer 50a to laminate | stack is already formed of the lower layer 50a. The shape protrudes to the side rather than the end. In order to form a structure that protrudes in this way, a support material layer may be formed.

図4(d)に第2の層50a(2)を形成するステップを図示しているが、第2の層50a(2)に含まれる着色層の一部分53(2)は、第1の層50a(1)の第2の透明層の一部分54(1)に重畳するように形成されている。このように第2の層50a(2)が第1の層50a(1)よりもXY平面に沿ったサイズ(面積)が大きいため、第2の層50a(2)の端部を構成する第2の透明層の一部分54(2)は、第1の層50a(1)の端部を構成する第2の透明層の一部分54(1)よりも側方に飛び出すかたちとなる。そこで、飛び出した部分を形成する際に飛び出した部分に堆積されるべきインクが飛び出した部分よりも下に落ちないように、第1の層50a(1)の第2の透明層の一部分54(1)よりも外側(側方側)にサポート材60を形成する。   FIG. 4D illustrates the step of forming the second layer 50a (2), but the colored layer portion 53 (2) included in the second layer 50a (2) is the first layer. 50a (1) is formed so as to overlap with a portion 54 (1) of the second transparent layer. Thus, since the second layer 50a (2) has a larger size (area) along the XY plane than the first layer 50a (1), the second layer 50a (2) constitutes the end of the second layer 50a (2). The portion 54 (2) of the second transparent layer protrudes laterally from the portion 54 (1) of the second transparent layer constituting the end of the first layer 50a (1). Therefore, the second transparent layer portion 54 (1) of the first layer 50 a (1) is prevented so that the ink to be deposited on the protruding portion does not fall below the protruding portion when forming the protruding portion. The support material 60 is formed on the outer side (side side) than 1).

サポート材60は、インクジェット法を用いて吐出するインクから形成することができることが好ましい。サポート材60は、その上に層が形成されても該層が落下しない程度の強度を有するが、最終的には造形物50には含まれない部分であるため除去可能なインクから構成される。サポート材60のインクも紫外線によって硬化(後工程で除去できる程度に硬化)するものや、水溶性のもので後工程で水で溶かして除去可能であることが好ましい。   It is preferable that the support material 60 can be formed from ink ejected using an inkjet method. Although the support material 60 has such a strength that the layer does not fall even if a layer is formed thereon, the support material 60 is configured by a removable ink because it is a portion that is not included in the molded object 50 in the end. . The ink of the support material 60 is also preferably cured by ultraviolet rays (cured to such an extent that it can be removed in the subsequent process) or water-soluble and can be removed by dissolving in water in the subsequent process.

このように層50aを積層する処理をX、Y方向に必要回数繰り返して一層を形成し、更にZ方向に積層を繰り返すことにより、図2に示す造形物50を製造することができる。なお、一層を形成するにあたっては、二次元の画像形成の公知のインターレイス走査をすることによってムラの少ない良好な造形や加飾が得られる。   The layered product 50 shown in FIG. 2 can be manufactured by repeating the process of laminating the layer 50a in this manner in the X and Y directions to form one layer and then repeating the lamination in the Z direction. In forming a single layer, good modeling and decoration with little unevenness can be obtained by performing known interlace scanning for two-dimensional image formation.

本実施形態の製造方法では、透明インクを用いて第2の透明層の一部分54を形成する工程と、着色インクを用いて上記着色層の一部分53を形成する工程と、透明インクを用いて上記第1の透明層の一部分52を形成する工程と、光反射性を有するインクを用いて上記光反射層の一部分51を形成する工程とを含み、第1の透明層の一部分52を形成する工程と、第2の透明層の一部分54を形成する工程とをおこなった後に、着色インクを用いて着色層の一部分53を形成する工程をおこなって、第1の透明層の一部分52と第2の透明層の一部分54との間に着色層の一部分53を形成する。これにより、第2の透明層の一部分54が着色層の一部分53を形成する際に着色層を構成するインク溜まりの外堀として機能し、着色層を構成するインクが不都合に濡れ拡がる虞がなく、精度良く着色層の一部分53を形成することができる。   In the manufacturing method of the present embodiment, the step of forming the second transparent layer portion 54 using the transparent ink, the step of forming the colored layer portion 53 using the colored ink, and the above step using the transparent ink. Forming a part 52 of the first transparent layer, and forming a part 52 of the first transparent layer using an ink having light reflectivity. And the step of forming the second transparent layer portion 54 and then the step of forming the colored layer portion 53 using the colored ink to form the first transparent layer portion 52 and the second transparent layer portion 52. A colored layer portion 53 is formed between the transparent layer portion 54 and the transparent layer portion 54. Thereby, when the part 54 of the second transparent layer forms the part 53 of the colored layer, it functions as an outer moat of the ink reservoir constituting the colored layer, and there is no risk that the ink constituting the colored layer will undesirably spread out. The colored layer portion 53 can be formed with high accuracy.

第2の透明層の一部分54が形成されることの更なるメリットについて、図6および図7を用いて説明する。図6は、図4(d)の図からサポート材を除いたものであり、本実施形態の造形物50の一部を示す。図7は、比較構成の造形物の断面図である。比較構成の造形物は、積層方式で形成されている点では本実施形態の造形物50と同じであるが、比較構成の各層は、本実施形態の造形物50における第1の透明層の一部分52および第2の透明層の一部分54に相当する部分が無い。すなわち、比較構成の造形物は、光反射層に着色層が直接コーティングされている態様である。この比較構成においても下層よりも上層のほうがXY平面に沿ったサイズ(面積)が大きい場合を仮定して、比較構成に生じる問題点を説明する。   A further advantage of forming the second transparent layer portion 54 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a view obtained by removing the support material from the view of FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a modeled object having a comparative configuration. The modeled object of the comparative configuration is the same as the modeled object 50 of the present embodiment in that it is formed by the lamination method, but each layer of the comparative structure is a part of the first transparent layer in the modeled object 50 of the present embodiment. There is no portion corresponding to 52 and a portion 54 of the second transparent layer. That is, the modeled object having the comparative configuration is an aspect in which the light reflecting layer is directly coated with the colored layer. Also in this comparative configuration, the problem occurring in the comparative configuration will be described assuming that the upper layer has a larger size (area) along the XY plane than the lower layer.

図7に示す比較構成では、上層の端部が着色層152(2)によって構成されており、この着色層152(2)が、下層の端部に構成される着色層152(1)よりも側方に飛び出している。そのため、飛び出した部分を形成するために着色層を構成するためのインクを吐出したときに、インクが着色位置よりも下に落下する虞がある。   In the comparative structure shown in FIG. 7, the end of the upper layer is constituted by the colored layer 152 (2), and this colored layer 152 (2) is more than the colored layer 152 (1) constituted at the end of the lower layer. Jumping out to the side. For this reason, when the ink for forming the colored layer is ejected to form the protruding portion, the ink may drop below the coloring position.

造形物の色調は着色層が呈するものであるから、着色層を構成するインクが落下してしまうと、造形物の色調が所定の色調から変わることに成りかねない。   Since the color tone of the modeled object is exhibited by the colored layer, if the ink constituting the colored layer falls, the color tone of the modeled object may change from a predetermined color tone.

一方、図6に示す本実施形態の造形物50は、各層50aの端部には第2の透明層の一部分54を形成する。図6において仮に第2の透明層の一部分54を構成するためのインクが落下したとしても、色調を決定するのは着色層であるため色調に影響を与えない。したがって、本実施形態によれば、所望の色調を呈する信頼性の高い造形物50を製造できる。   On the other hand, the modeled object 50 of this embodiment shown in FIG. 6 forms a part 54 of the second transparent layer at the end of each layer 50a. In FIG. 6, even if the ink for constituting the second transparent layer portion 54 falls, it is the colored layer that determines the color tone, so the color tone is not affected. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a highly reliable model 50 that exhibits a desired color tone.

メリットは他にもある。例えば、第1の層50a(1)において第2の透明層の一部分54を形成すれば、第2の層50a(2)に含まれる着色層の形成可能範囲(形成許容領域)を広く確保できるというメリットがある。これにより、製造の精密性が多少緩くなり、製造効率の向上に寄与することができる。   There are other benefits. For example, if a portion 54 of the second transparent layer is formed in the first layer 50a (1), a wide range (formation allowable region) in which the colored layer included in the second layer 50a (2) can be formed can be secured. There is a merit. Thereby, the precision of manufacture becomes somewhat loose, and it can contribute to the improvement of manufacturing efficiency.

なお、この形成可能領域を広く確保できるというメリットは、第2の透明層の一部分54を、着色層の一部分53よりも後に形成した場合であっても奏する。したがって、本発明には、第2の透明層の一部分54を、着色層の一部分53よりも後に形成する態様も含まれる。   Note that the merit that a wide formable region can be secured is achieved even when the second transparent layer portion 54 is formed after the colored layer portion 53. Accordingly, the present invention includes an embodiment in which the second transparent layer portion 54 is formed after the colored layer portion 53.

また、本実施形態の造形物50は、着色層3の表面を第2の透明層4によってコーティングしたかたちとなるため、第2の透明層4は着色層3の保護層としての機能も有している。   Moreover, since the modeled object 50 of this embodiment becomes the form which coated the surface of the colored layer 3 with the 2nd transparent layer 4, the 2nd transparent layer 4 also has a function as a protective layer of the colored layer 3. ing.

なお、図4では、下層よりもXY平面に沿ったサイズ(面積)が大きい層を積層する場合を説明した。これは、図1の造形物50を上下に二分した場合の下半分の構造の製造に関するものであると言える。   In FIG. 4, the case where a layer having a larger size (area) along the XY plane than the lower layer is stacked has been described. This can be said to relate to the production of the lower half of the structure 50 in FIG.

図1の造形物を上下に二分した場合の上半分の構造の製造の際にも上述した製造方法は基本的に適用できるが、図2に示すように造形物50の上半分を製造する際には、下層の着色層よりも上層の着色層のほうが層50aの中心側に設けられており、上層の着色層の一部分53は、下層の第1の透明層の一部分52の上に重畳している。また、下層の着色層の一部分53の上には、上層の第2の透明層の一部分54が重畳している。   Although the manufacturing method described above can be basically applied to the manufacturing of the upper half structure when the modeled object in FIG. 1 is divided into two parts, the upper half of the modeled object 50 is manufactured as shown in FIG. The upper colored layer is provided closer to the center side of the layer 50a than the lower colored layer, and a portion 53 of the upper colored layer is superimposed on a portion 52 of the lower first transparent layer. ing. Further, a part 54 of the upper second transparent layer is superimposed on a part 53 of the lower colored layer.

また、図2に示すように造形物50の上半分では、下層のほうが、積層する層よりもXY平面に沿ったサイズ(面積)が大きい。また、そのため、上層の着色層を構成するインクが落下する虞はほぼ無い。なお、この上半分を製造する際には、サポート材を形成しなくても良い。   Further, as shown in FIG. 2, in the upper half of the model 50, the lower layer has a larger size (area) along the XY plane than the layer to be stacked. For this reason, there is almost no possibility that the ink constituting the upper colored layer falls. In addition, when manufacturing this upper half, it is not necessary to form a support material.

なお、図2に示す本実施形態の造形物は、最下段とその近傍の層、および最上段とその近傍の層には、第1の透明層の一部分52、着色層の一部分53および第2の透明層の一部分54のみからなる層と、着色層の一部分53および第2の透明層の一部分54のみからなる層と、第2の透明層の一部分54のみからなる層とが積層されている。このような積層構造とすれば、造形物の全面が第2の透明層4と着色層3と第1の透明層2とに覆われた構造を実現することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば後述する図9に示す積層構造のように造形物の上面および下面には第2の透明層と着色層と第1の透明層が含まない構造としてもよい。   The modeled object of the present embodiment shown in FIG. 2 includes a first transparent layer portion 52, a colored layer portion 53, and a second layer in the lowermost layer and its neighboring layers, and the uppermost layer and its neighboring layers. A layer consisting of only a part 54 of the transparent layer, a layer consisting only of a part 53 of the colored layer and a part 54 of the second transparent layer, and a layer consisting only of the part 54 of the second transparent layer. . With such a laminated structure, it is possible to realize a structure in which the entire surface of the model is covered with the second transparent layer 4, the colored layer 3, and the first transparent layer 2. However, the present invention is not limited to this. For example, the upper surface and the lower surface of the shaped object include a second transparent layer, a colored layer, and a first transparent layer as in a laminated structure shown in FIG. The structure may be omitted.

〔8〕変形例
(変形例1)
本実施形態の造形物50は、光反射層1の表面形状に沿って、第1の透明層2と、着色層3と、第2の透明層4とが形成されていると言える。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図8に示す造形物の形状であっても良い。
[8] Modification (Modification 1)
It can be said that the molded object 50 of the present embodiment has the first transparent layer 2, the colored layer 3, and the second transparent layer 4 formed along the surface shape of the light reflecting layer 1. However, this invention is not limited to this, For example, the shape of the molded article shown in FIG. 8 may be sufficient.

図8の(a)〜(d)に示す造形物の形状は、各層50a(図2)の端部が第2の透明層の一部分54であることを利用して、第2の透明層4の形状を、光反射層1の表面形状に沿わせた形状とせず、図8の(a)〜(d)にそれぞれ示すように第2の透明層4を、造形物(先述の実施形態における着色層3、第1の透明層および光反射層からなる構造物)を包含する所望の形状としても良い。   The shape of the shaped object shown in FIGS. 8A to 8D is obtained by utilizing the fact that the end of each layer 50a (FIG. 2) is a portion 54 of the second transparent layer. The shape of the second transparent layer 4 is not the shape along the surface shape of the light reflecting layer 1, and the second transparent layer 4 is formed as shown in FIGS. It is good also as a desired shape including the colored layer 3, the 1st transparent layer, and the structure which consists of a light reflection layer.

本変形例1のように第2の透明層4を造形物を包含する態様は、造形物が機械的に弱い構造物の場合に実施すると良い。すなわち、昆虫の場合の脚や羽、草花の茎や花弁などを造形する場合に有効である。生物や植物を標本や飾りとする場合は、三次元スキャナーで取り込んで造形することにより、生かしたままで自然に返すことができる。更には前述のサポート材が不要であるので、無駄な廃材が発生せず、自然に優しいシステムである。   The aspect which includes the modeled object in the second transparent layer 4 as in Modification 1 may be carried out when the modeled object is a mechanically weak structure. In other words, it is effective for modeling legs and wings for insects, flower stems and petals. When living things and plants are used as specimens and decorations, they can be returned to nature as they are by taking them in with a 3D scanner. Furthermore, since the above-mentioned support material is unnecessary, no waste material is generated and the system is naturally friendly.

図8の(a)に示す造形物は、第2の透明層4が六面体を構成し、その内部に着色層3、第1の透明層および光反射層からなる球体の構造を有している。図8の(a)に示す全体の構造は、図4と同様の製造方法を用いて製造することができる。   8A, the second transparent layer 4 forms a hexahedron, and has a spherical structure composed of the colored layer 3, the first transparent layer, and the light reflecting layer. . The entire structure shown in FIG. 8A can be manufactured using the same manufacturing method as in FIG.

図8の(b)に示す造形物50は、着色層3、第1の透明層および光反射層からなる人形を、第2の透明層4が包含した構造を有しており、第2の透明層4が造形物全体を自立させることができる形状を有している据え置きタイプの造形物50である。この据え置きタイプの造形物50も、先述の実施形態において説明した製造方法を用いて製造(作製)することができる。   A model 50 shown in FIG. 8B has a structure in which a second transparent layer 4 includes a doll composed of the colored layer 3, the first transparent layer, and the light reflecting layer. The transparent layer 4 is a stationary-type shaped object 50 having a shape that allows the entire shaped object to stand on its own. This stationary type shaped object 50 can also be manufactured (produced) using the manufacturing method described in the above-described embodiment.

図8の(c)に示す造形物50は、着色層3、第1の透明層および光反射層からなる人形を、第2の透明層4が包含した構造を有しており、第2の透明層4の一部に穴70を形成したストラップタイプの造形物50である。例えば携帯電話に取り付けるストラップやキーホルダーとして実現される。穴70は、第2の透明層4で外形を形成すると同時に第2の透明層4の一部に穴を形成すれば良い。第2の透明層4に穴を形成すれば、着色層3、第1の透明層および光反射層からなる人形自体に穴をあけずに済む利点がある。   A model 50 shown in FIG. 8C has a structure in which the second transparent layer 4 includes a doll composed of the colored layer 3, the first transparent layer, and the light reflecting layer. This is a strap-type shaped article 50 in which a hole 70 is formed in a part of the transparent layer 4. For example, it can be realized as a strap or key chain attached to a mobile phone. The hole 70 may be formed in a part of the second transparent layer 4 at the same time as the outer shape is formed by the second transparent layer 4. If a hole is formed in the second transparent layer 4, there is an advantage that it is not necessary to make a hole in the doll itself composed of the colored layer 3, the first transparent layer, and the light reflecting layer.

図8の(d)に示す造形物50は、着色層3、第1の透明層および光反射層からなる人形の上半身部分を、第2の透明層4が包含した構造を有しており、第2の透明層4の表面、または第2の透明層4の内部に、マーク、フレーム、または淡色等によって構成された装飾三次元画像71が施されている造形物50である。更に、この造形物50には、日付、人名、または場所名などの文字を記す文字エリア72が、第2の透明層4の表面、または第2の透明層4の内部に設けられている。装飾三次元画像71および文字エリア72も、第2の透明層4で外形を形成すると同時に形成すれば良い。なお、装飾三次元画像71および文字エリア72に限らず、第2の透明層4の表面または第2の透明層4の内部に形成されるのは、他の付加情報であってもよい。   The model 50 shown in FIG. 8D has a structure in which the second transparent layer 4 includes the upper body portion of the doll composed of the colored layer 3, the first transparent layer, and the light reflecting layer. This is a model 50 in which a decorative three-dimensional image 71 configured by a mark, a frame, a light color, or the like is applied on the surface of the second transparent layer 4 or inside the second transparent layer 4. Further, the shaped object 50 is provided with a character area 72 for writing characters such as a date, a person name, or a place name on the surface of the second transparent layer 4 or inside the second transparent layer 4. The decorative three-dimensional image 71 and the character area 72 may be formed at the same time as the outer shape is formed by the second transparent layer 4. In addition to the decorative three-dimensional image 71 and the character area 72, other additional information may be formed on the surface of the second transparent layer 4 or inside the second transparent layer 4.

なお、図8の(b)〜(d)では、一体の人形が第2の透明層4によって包含されているが、第2の透明層4によって包含される人形の数はこれに限定されるものではない。   In FIGS. 8B to 8D, the integrated doll is included in the second transparent layer 4, but the number of dolls included in the second transparent layer 4 is limited to this. It is not a thing.

なお、本発明に係る造形物がリング形状を有している場合、着色層は、リングの外周端部近傍に設けられているだけでなく、内周端部近傍にも設けることができる。要するに、造形物の表面に着色層を設けることができ、その着色層の上に第2の透明層を設けることができる。   In addition, when the molded article concerning this invention has a ring shape, a colored layer can be provided not only in the outer peripheral end part vicinity of a ring but in an inner peripheral end part vicinity. In short, a colored layer can be provided on the surface of the modeled article, and a second transparent layer can be provided on the colored layer.

また、本変形例のように第2の透明層4を所望の形状とするのではなく、上述の実施形態と同様に第2の透明層4は光反射層1の表面形状に沿わせた形状として形成しておき、得られた造形物を任意の形状の樹脂中に封入してもよい。   In addition, the second transparent layer 4 is not formed in a desired shape as in the present modification, but the second transparent layer 4 is shaped along the surface shape of the light reflecting layer 1 as in the above embodiment. It may be formed as follows, and the obtained shaped article may be enclosed in a resin of an arbitrary shape.

(変形例2)
本実施形態の造形物50は、第2の透明層4を最表層に形成しているが、本発明の目的は、着色層と光反射層との間に第1の透明層が形成されていれば達成できる。そのため、図9に示す断面図に示す造形物50´であっても、本発明の一実施形態とすることができる。以下に、本変形例2について、図9から図11に基づいて説明する。図9は、本変形例2の造形物50´の断面図であり、図2に対応している。図10は、本変形例2の造形物50´の製造に用いるインクジェットヘッド装置の下面を示す模式図である。図11は、本変形例2の造形物50´の製造過程を示す図である。
(Modification 2)
The shaped object 50 of the present embodiment has the second transparent layer 4 as the outermost layer, but the object of the present invention is to form the first transparent layer between the colored layer and the light reflecting layer. Can be achieved. Therefore, even if it is modeling object 50 'shown to sectional drawing shown in FIG. 9, it can be set as one Embodiment of this invention. Below, this modification 2 is demonstrated based on FIGS. 9-11. FIG. 9 is a cross-sectional view of a modeled object 50 ′ of the second modification, and corresponds to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing the lower surface of the inkjet head device used for manufacturing the modeled object 50 ′ of the second modification. FIG. 11 is a diagram illustrating a manufacturing process of the shaped object 50 ′ of the second modification.

本変形例2の造形物50´と、上記実施形態の造形物50との相違点は、本変形例2の造形物50´には、実施形態の造形物50の最表層に形成された第2の透明層4が配設されておらず、着色層3が最表層を形成している点にある。   The difference between the modeled object 50 ′ of the second modified example and the modeled object 50 of the above embodiment is that the modeled object 50 ′ of the second modified example is formed on the outermost layer of the modeled object 50 of the embodiment. The second transparent layer 4 is not provided, and the colored layer 3 forms the outermost layer.

図9に示す本変形例2の造形物50´を構成する各層50´aは、実施形態の層50a(図2)の端部に配設されている第2の透明層の一部分54が設けられていない。   Each layer 50'a constituting the model 50 'of the second modification shown in FIG. 9 is provided with a part 54 of the second transparent layer disposed at the end of the layer 50a (FIG. 2) of the embodiment. It is not done.

図9に示す造形物50´によっても、各層50´aに関して、着色層の一部分53と光反射層の一部分51との間に第1の透明層の一部分52が形成されているため、着色層の一部分53に含まれる着色インクと光反射層の一部分51を構成するインクとが混じり合うことを回避することができる。仮に、着色層の一部分53に含まれる着色インクが、第1の透明層の一部分52を構成する透明インクと混じり合っても着色層の一部分53の色調に不都合な変化を生じさせることはない。したがって、着色層において所望の色調を呈した造形物を実現することができる。   Also in the modeled object 50 ′ shown in FIG. 9, the first transparent layer portion 52 is formed between the colored layer portion 53 and the light reflecting layer portion 51 for each layer 50′a. It is possible to avoid mixing the colored ink contained in the portion 53 of the ink and the ink constituting the portion 51 of the light reflecting layer. Even if the colored ink contained in the part 53 of the colored layer is mixed with the transparent ink constituting the part 52 of the first transparent layer, no adverse change is caused in the color tone of the part 53 of the colored layer. Therefore, it is possible to realize a shaped article that exhibits a desired color tone in the colored layer.

図9に示す造形物50´を製造する製造方法について説明する。図9に示す造形物50´は、例えば図10に示すインクジェットヘッド装置10´を用いて製造することができる。   A manufacturing method for manufacturing the modeled object 50 ′ shown in FIG. 9 will be described. A model 50 ′ shown in FIG. 9 can be manufactured using, for example, the inkjet head device 10 ′ shown in FIG.

図10に示すインクジェットヘッド装置10´の下面には、大きく分けて2つのインクジェットヘッド11H´および12H´が搭載されている。図10に示すように、第1インクジェットヘッド11H´と、第2インクジェットヘッド12H´とは、X方向に沿って配設位置がずれており、且つY方向に沿って配設位置がずれている。   Two inkjet heads 11H ′ and 12H ′ are mounted on the lower surface of the inkjet head device 10 ′ shown in FIG. As shown in FIG. 10, the first inkjet head 11H ′ and the second inkjet head 12H ′ are displaced in the arrangement direction along the X direction and are displaced in the Y direction. .

第1インクジェットヘッド11H´は、図3に示した第1インクジェットヘッド11Hと同一である。   The first inkjet head 11H ′ is the same as the first inkjet head 11H shown in FIG.

第2インクジェットヘッド12H´には、光反射層1(光反射層の一部分51)を形成するために用いるインクであるである白色インク(W)を吐出する白色インク用ノズル10(W)が設けられているほか、透明インク(CL)を吐出する透明インク用ノズル10(CL)が設けられている。   The second inkjet head 12H ′ is provided with a white ink nozzle 10 (W) that discharges a white ink (W) that is an ink used to form the light reflecting layer 1 (a part 51 of the light reflecting layer). In addition, a transparent ink nozzle 10 (CL) for discharging the transparent ink (CL) is provided.

以下に、図11を用いて、このインクジェットヘッド装置10´を用いておこなう造形物50´の製造過程を説明する。   Below, the manufacturing process of the molded article 50 'performed using this inkjet head apparatus 10' is demonstrated using FIG.

図11(a)に示すステップS1´では、透明インクを用いて第1の透明層の一部分52を形成するとともに、白色インク(W)を用いて光反射層の一部分51を形成する工程をおこなう。この工程では、インクジェットヘッド装置10´をX軸に沿って負方向に移動させて、所定のタイミングで透明インクを透明インク用ノズル10(CL)から吐出し、また所定のタイミングで白色インク(W)を白色インク用ノズル10(W)から吐出して、それぞれを第1の透明層の一部分52となる位置、および光反射層の一部分51となる位置に着弾させてインク溜まりを形成した後、これを紫外線硬化させる。これにより、図11(a)に示すように第1の透明層の一部分52および光反射層の一部分51を形成することができる。   In step S1 ′ shown in FIG. 11A, a step of forming the first transparent layer portion 52 using the transparent ink and forming the light reflecting layer portion 51 using the white ink (W) is performed. . In this step, the inkjet head device 10 ′ is moved in the negative direction along the X axis, transparent ink is ejected from the transparent ink nozzle 10 (CL) at a predetermined timing, and white ink (W ) Are ejected from the white ink nozzle 10 (W) and landed at a position to be a part 52 of the first transparent layer and a position to be a part 51 of the light reflecting layer, thereby forming an ink reservoir, This is UV cured. Thereby, as shown in FIG. 11A, the first transparent layer portion 52 and the light reflecting layer portion 51 can be formed.

続いて、図11(b)に示すステップS2´では、インクジェットヘッド装置10´をX軸に沿って正方向に移動させて、所定のタイミングで着色インクを含む着色層形成用インクを吐出して、着色層の一部分53となる位置に着弾させてインク溜まりを形成し、インク溜まりに紫外線を照射してこれを硬化させる。   Subsequently, in step S2 ′ shown in FIG. 11B, the inkjet head device 10 ′ is moved in the positive direction along the X axis, and the colored layer forming ink containing the colored ink is ejected at a predetermined timing. Then, the ink reservoir is formed by landing on a position to become a portion 53 of the colored layer, and the ink reservoir is irradiated with ultraviolet rays to be cured.

このステップS1´〜S2´を経ることにより、或る層50´aが完成する。なお、上記実施形態において説明したサポート材60を本変形例2においても形成する。   A certain layer 50'a is completed through these steps S1 'to S2'. Note that the support member 60 described in the above embodiment is also formed in the second modification.

図11(b)に示す層50´aが完成すると、ステップS1´〜S2´と同じ要領で、図11(b)に示す層50´aの上に新たな層50´aを形成するステップをおこなう。   When the layer 50′a shown in FIG. 11 (b) is completed, a new layer 50′a is formed on the layer 50′a shown in FIG. 11 (b) in the same manner as steps S1 ′ to S2 ′. To do.

具体的には、図11(c)に示すステップS3´では、ステップS1´と同じ要領で第1の透明層の一部分52および光反射層の一部分51を形成する。このステップS3´では、実施形態において説明したように下の層50´aよりも上の層50´aがXY平面に沿ったサイズ(面積)を大きく形成する必要がある。そこで、図11(c)に示すように、ステップS2´までで完成した下の層50´aに含まれる着色層の一部分53の上に、上の層50´aに含まれる第1の透明層の一部分52が重畳するように透明インクを着弾させる。これと同時に、下の層50´aに含まれる光反射層の一部分51および第1の透明層の一部分52の上に、上の層50´aに含まれる光反射層の一部分51が重畳するように、白色インク(W)を着弾させインク溜まりを形成し、これを紫外線硬化させる。   Specifically, in step S3 ′ shown in FIG. 11C, the first transparent layer portion 52 and the light reflecting layer portion 51 are formed in the same manner as step S1 ′. In step S3 ′, as described in the embodiment, the upper layer 50′a needs to be formed larger in size (area) along the XY plane than the lower layer 50′a. Therefore, as shown in FIG. 11C, the first transparent layer included in the upper layer 50'a is formed on the portion 53 of the colored layer included in the lower layer 50'a completed up to step S2 '. The transparent ink is landed so that the part 52 of the layer overlaps. At the same time, the light reflecting layer portion 51 included in the upper layer 50 ′ a overlaps the light reflecting layer portion 51 and the first transparent layer portion 52 included in the lower layer 50 ′ a. As described above, the white ink (W) is landed to form an ink reservoir, and this is cured with ultraviolet rays.

続いて、図11(d)に示すステップS4´では、ステップS1´と同じ要領で所定のタイミングで着色層形成用インクを吐出して、着色層の一部分53となる位置に着弾させてインク溜まりを形成する。所定のタイミングとは、下の層50´aに含まれる着色層の一部分53に重畳しない、上の層50´aに含まれる第1の透明層の一部分52の外側に着色層形成用インクを吐出できるタイミングである。形成されたインク溜りに紫外線を照射してこれを硬化させることにより、上の層50´aに含まれる着色層の一部分53が形成される。   Subsequently, in step S4 ′ shown in FIG. 11D, the colored layer forming ink is ejected at a predetermined timing in the same manner as in step S1 ′, and landed at a position where the colored layer becomes a part 53, thereby collecting the ink. Form. The predetermined timing means that the colored layer forming ink is placed outside the first transparent layer portion 52 included in the upper layer 50 ′ a that does not overlap the colored layer portion 53 included in the lower layer 50 ′ a. This is the timing at which ejection is possible. A portion 53 of the colored layer included in the upper layer 50 ′ a is formed by irradiating the formed ink reservoir with ultraviolet rays and curing it.

このように層50´aを積層する処理を繰り返すことにより、図9に示す造形物50´を製造することができる。   By repeating the process of laminating the layer 50′a as described above, a modeled object 50 ′ shown in FIG. 9 can be manufactured.

〔9〕立体物造形装置
上記においては、造形物50を造形する動作に関し、インクジェットヘッドが搭載されたインクジェットヘッド装置10等の動作として説明をした。しかし、実際の造形時においては、インクジェットヘッド以外の様々な構成を更に有する立体物造形装置を用いて造形物50を造形することが考えられる。そこで、以下、本実施形態において用いる立体物造形装置の構成の例に関し、詳しく説明をする。
[9] Solid Object Modeling Device In the above, the operation of modeling the modeled object 50 has been described as the operation of the inkjet head device 10 and the like on which the inkjet head is mounted. However, at the time of actual modeling, it is conceivable to model the modeled object 50 using a three-dimensional modeled apparatus that further includes various configurations other than the inkjet head. Therefore, the configuration example of the three-dimensional object forming apparatus used in the present embodiment will be described in detail below.

図12は、本実施形態において造形物50の造形を行う立体物造形装置100の構成の一例を示す。なお、説明の便宜上、以下においては、図12に示した立体物造形装置100の構成について、本例等と言う。   FIG. 12 shows an example of the configuration of the three-dimensional object formation apparatus 100 that forms the formation object 50 in the present embodiment. For convenience of explanation, hereinafter, the configuration of the three-dimensional object formation apparatus 100 illustrated in FIG.

立体物造形装置100は、立体的な造形物50を積層造形法により造形する装置であり、ヘッド部102、台部104、主走査駆動部106、副走査駆動部108、および制御部110を備える。この場合、積層造形法とは、例えば、複数のインクの層を重ねる積層方式で造形を行う方法である。   The three-dimensional object forming apparatus 100 is an apparatus that forms the three-dimensional object 50 by the additive manufacturing method, and includes a head unit 102, a base unit 104, a main scanning driving unit 106, a sub-scanning driving unit 108, and a control unit 110. . In this case, the additive manufacturing method is, for example, a method in which an object is formed by a stacking method in which a plurality of ink layers are stacked.

なお、各層を形成するインクとしては、所定の条件に応じて硬化する硬化性インクを用いることが考えられる。より具体的に、本例においては、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクを用いて、造形物50を造形する。また、以下に説明をする点を除き、本例において行う造形の方法は、図1〜11を用いて説明をした立体物の製造方法と同一又は同様である。   In addition, as the ink for forming each layer, it is conceivable to use a curable ink that cures according to predetermined conditions. More specifically, in this example, the modeled object 50 is modeled using an ultraviolet curable ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays. Moreover, except the point demonstrated below, the modeling method performed in this example is the same as that of the manufacturing method of the solid object demonstrated using FIGS.

ヘッド部102は、造形物およびサポート材の材料となるインクのインク滴を吐出する部分である。この場合、インクとは、例えば、造形物およびサポート材の材料となる液体のことである。また、本例において、ヘッド部102は、スタガ配列で配設された複数のインクジェットヘッドを有する。なお、ヘッド部102は、例えば図1〜11に関連して説明をしたインクジェットヘッド装置10やインクジェットヘッド装置10´相当する部分であってよい。また、ヘッド部102のより具体的な構成については、後に更に詳しく説明をする。   The head portion 102 is a portion that ejects ink droplets of ink that is a material of the modeled object and the support material. In this case, the ink is, for example, a liquid that is a material of the modeled object and the support material. In this example, the head unit 102 includes a plurality of inkjet heads arranged in a staggered arrangement. The head unit 102 may be a portion corresponding to, for example, the inkjet head device 10 or the inkjet head device 10 ′ described with reference to FIGS. Further, a more specific configuration of the head unit 102 will be described in detail later.

台部104は、造形中の造形物50を支持する台状部材である。本例において、台部104は、サポート材60により周囲を囲まれた造形物50を上面に載置することにより、ヘッド部102と対向する位置において、造形物50を支持する。また、台部104は、例えば制御部110の制御に応じて、図中に示したX、Y、Zの各方向に移動する。これにより、台部104は、必要に応じて、ヘッド部102に対する造形物50の相対位置を変化させる。   The platform 104 is a platform member that supports the modeled object 50 being modeled. In the present example, the base unit 104 supports the modeled object 50 at a position facing the head unit 102 by placing the modeled object 50 surrounded by the support material 60 on the upper surface. Moreover, the base part 104 moves to each direction of X, Y, and Z shown in the figure according to control of the control part 110, for example. Thereby, the base part 104 changes the relative position of the molded article 50 with respect to the head part 102 as needed.

主走査駆動部106は、ヘッド部102におけるインクジェットヘッドに主走査動作を行わせる駆動部である。この場合、主走査動作とは、予め設定された主走査方向(図中のX方向)へ造形中の造形物に対して相対的に移動しつつインク滴を吐出する動作のことである。また、副走査駆動部108は、ヘッド部102におけるインクジェットヘッドに副走査動作を行わせる駆動部である。この場合、副走査動作とは、主走査方向と直交する副走査方向(図中のY方向)へ造形中の造形物に対して相対的に移動する動作のことである。   The main scanning driving unit 106 is a driving unit that causes the inkjet head in the head unit 102 to perform a main scanning operation. In this case, the main scanning operation is an operation of ejecting ink droplets while moving relative to the modeled object being modeled in a preset main scanning direction (X direction in the drawing). The sub-scanning drive unit 108 is a driving unit that causes the inkjet head in the head unit 102 to perform a sub-scanning operation. In this case, the sub-scanning operation is an operation that moves relative to the modeled object in the sub-scanning direction (Y direction in the drawing) orthogonal to the main scanning direction.

なお、主走査駆動部106および副走査駆動部108は、例えば、ヘッド部102および台部104の何れか一方の位置を固定し、他方を移動させることにより、ヘッド部102におけるインクジェットヘッドに主走査動作および副走査動作を行わせる。より具体的に、主走査動作時には、例えば、台部104の位置を固定し、ヘッド部102の側を移動させることが考えられる。また、副走査動作時には、例えば、ヘッド部102の位置を固定し、台部104の側を移動させることが考えられる。また、主走査動作および副走査動作において移動させる構成は、上記と反対であってもよい。また、必要に応じて、例えば、ヘッド部102および台部104の両方を移動させてもよい。   Note that the main scanning drive unit 106 and the sub-scanning driving unit 108 perform main scanning on the inkjet head in the head unit 102 by, for example, fixing the position of one of the head unit 102 and the base unit 104 and moving the other. The operation and the sub-scanning operation are performed. More specifically, during the main scanning operation, for example, it is conceivable to fix the position of the platform 104 and move the head unit 102 side. In the sub-scanning operation, for example, it is conceivable to fix the position of the head unit 102 and move the base unit 104 side. Further, the configuration for moving in the main scanning operation and the sub-scanning operation may be opposite to the above. Moreover, you may move both the head part 102 and the base part 104 as needed, for example.

制御部110は、例えば立体物造形装置100のCPUであり、立体物造形装置100の各部の動作を制御する。本例によれば、例えば、積層造形法により適切に造形物50の造形を行うことができる。   The control unit 110 is, for example, a CPU of the three-dimensional object formation apparatus 100 and controls the operation of each part of the three-dimensional object formation apparatus 100. According to this example, the modeling object 50 can be appropriately modeled by, for example, the layered modeling method.

なお、上記および以下に説明をする点を除き、立体物造形装置100は、公知の立体物造形装置(例えば3Dプリンター)と同一または同様の構成を有してもよい。例えば、対応する駆動部の図示は省略したが、立体物造形装置100は、主走査方向および副走査方向と直交する上下方向(図中のZ方向)への走査も行う駆動部等を更に有する。このZ方向の走査は、例えば、造形物50における造形面とヘッド部102との間の距離を所定の範囲内に保つための走査であり、造形物50を構成する各層を形成する毎に、ヘッド部102または台部104の少なくとも一方をZ方向に移動させる。また、これにより、造形物50の造形面とヘッド部102との間の距離を調整する。   Except for the points described above and below, the three-dimensional object formation apparatus 100 may have the same or similar configuration as a known three-dimensional object formation apparatus (for example, a 3D printer). For example, although the corresponding drive units are not shown, the three-dimensional object forming apparatus 100 further includes a drive unit that also performs scanning in the vertical direction (Z direction in the drawing) orthogonal to the main scanning direction and the sub-scanning direction. . This scanning in the Z direction is, for example, scanning for keeping the distance between the modeling surface of the model 50 and the head unit 102 within a predetermined range, and each time each layer constituting the model 50 is formed, At least one of the head unit 102 or the base unit 104 is moved in the Z direction. Thereby, the distance between the modeling surface of the modeling object 50 and the head part 102 is adjusted.

続いて、本例におけるヘッド部102の構成について、更に詳しく説明をする。図13は、ヘッド部102の具体的な構成の一例を示す。本例において、ヘッド部102は、スタガ配列で配設された複数のインクジェットヘッドと、紫外線照射部210と、平坦化ローラ212とを有する。また、複数のインクジェットヘッドとして、それぞれ複数(2個)のカラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、透明インク用ヘッド206、およびサポート材用ヘッド208を有する。   Next, the configuration of the head unit 102 in this example will be described in more detail. FIG. 13 shows an example of a specific configuration of the head unit 102. In this example, the head unit 102 includes a plurality of inkjet heads arranged in a staggered arrangement, an ultraviolet irradiation unit 210, and a flattening roller 212. Each of the inkjet heads includes a plurality (two) of color ink heads 202, a model material head 204, a transparent ink head 206, and a support material head 208.

なお、本例において、それぞれのインクジェットヘッドは、2列のノズル列220を有する。ノズル列220は、複数のノズルが副走査方向に並ぶ列である。それぞれのインクジェットヘッドにおけるノズル列220の数は、1列又は3列以上であってもよい。また、それぞれのインクジェットヘッドは、ノズル列220における各ノズルから、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。   In this example, each inkjet head has two nozzle rows 220. The nozzle row 220 is a row in which a plurality of nozzles are arranged in the sub-scanning direction. The number of nozzle rows 220 in each inkjet head may be one row or three or more rows. Each inkjet head ejects ink droplets of ultraviolet curable ink from each nozzle in the nozzle row 220.

また、スタガ配列とは、例えば、それぞれのインクジェットヘッドにおけるノズル列220の方向が主走査方向に対して45°〜135°の角度(主に90°)の方向になるように配列し、且つ、複数のインクジェットヘッドを主走査方向に対して2列以上に配する(配列する)構成である。この場合、ノズル列220の方向とは、ノズル列220において複数のノズルが並ぶ方向である。また、本例において、それぞれのインクジェットヘッドにおけるノズル列220の方向は、上記のように、主走査方向に対して90°の方向である副走査方向である。   Further, the staggered arrangement is, for example, arranged so that the direction of the nozzle row 220 in each inkjet head is an angle of 45 ° to 135 ° (mainly 90 °) with respect to the main scanning direction, and In this configuration, a plurality of inkjet heads are arranged (arranged) in two or more rows in the main scanning direction. In this case, the direction of the nozzle row 220 is a direction in which a plurality of nozzles are arranged in the nozzle row 220. In this example, the direction of the nozzle row 220 in each inkjet head is the sub-scanning direction that is 90 ° with respect to the main scanning direction as described above.

より具体的に、本例のヘッド部102においては、図中にエリア1〜4として示した4つの領域に分けて、それぞれの領域に、用途(役割)を分担させたインクジェットが配設されている。そして、間に副走査動作を挟んで複数回の主走査動作を行うことにより、造形物の各位置に対し、副走査方向における一方側のエリアのインクジェットヘッドから順番に、インク滴を吐出する。この場合、本例においては、例えば、エリア1側のインクジェットヘッドから順番に、インク滴を吐出する。   More specifically, the head unit 102 of this example is divided into four regions shown as areas 1 to 4 in the drawing, and an ink jet that shares the use (role) is arranged in each region. Yes. Then, by performing the main scanning operation a plurality of times with the sub-scanning operation in between, ink droplets are ejected in order from the inkjet head in the area on one side in the sub-scanning direction to each position of the modeled object. In this case, in this example, for example, ink droplets are ejected in order from the inkjet head on the area 1 side.

なお、エリア1〜4のそれぞれには、例えば、図中に示す構成で、以下において説明するようなそれぞれ異なる用途のインクジェットヘッドが配設される。例えば、図中に示すように、エリア1には、主走査方向に並ぶ複数(2個)のカラーインク用ヘッド202が配設される。エリア2には、主走査方向に並ぶ複数(2個)のモデル材用ヘッド204が配設される。エリア3には、主走査方向に並ぶ複数(2個)の透明インク用ヘッド206が配設される。エリア4には、主走査方向に並ぶ複数(2個)のサポート材用ヘッド208が配設される。また、各エリアに配設するインクジェットヘッドの構成は、図中の構成に限らず、造形物に求められる品質等に応じて、適宜異ならせてもよい。   In each of the areas 1 to 4, for example, inkjet heads having different uses as described below are arranged with the configuration shown in the drawing. For example, as shown in the figure, in area 1, a plurality (two) of color ink heads 202 arranged in the main scanning direction are arranged. In area 2, a plurality (two) of model material heads 204 arranged in the main scanning direction are arranged. In area 3, a plurality of (two) transparent ink heads 206 arranged in the main scanning direction are arranged. In the area 4, a plurality (two) of support material heads 208 arranged in the main scanning direction are arranged. Moreover, the structure of the inkjet head arrange | positioned in each area is not restricted to the structure in a figure, You may vary suitably according to the quality etc. which are calculated | required by a molded article.

カラーインク用ヘッド202は、加飾インク用ヘッドの一例である。この場合、加飾インク用ヘッドとは、造形物に対する加飾用のインクである加飾インクのインク滴を吐出することで、加飾インクの層である加飾層を形成するインクジェットヘッドである。また、本例において、カラーインク用ヘッド202は、加飾インクの一例である着色用のインクのインク滴を吐出することにより、加飾層の一例である着色層を形成し、造形物に対する着色を行う。この場合、着色用のインクとは、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)等のカラーインク(着色インク)である。   The color ink head 202 is an example of a decorative ink head. In this case, the decorative ink head is an inkjet head that forms a decorative layer, which is a layer of decorative ink, by ejecting ink droplets of decorative ink, which is ink for decoration on a model. . In this example, the color ink head 202 forms a colored layer, which is an example of a decorative layer, by discharging ink droplets of coloring ink, which is an example of decorative ink. I do. In this case, the coloring ink is, for example, a color ink (colored ink) such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).

また、上記においても説明をしたように、本例において、それぞれのカラーインク用ヘッド202は、2列のノズル列220を有する。そのため、2個のカラーインク用ヘッド202において、ノズル列220の数は、合計で4列になる。そして、この場合、4列のノズル列220のそれぞれから、着色のプロセスカラーであるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のインク滴を吐出することが考えられる。このように構成すれば、例えば、造形物に対する着色を適切に行うことができる。   Further, as described above, in this example, each color ink head 202 has two nozzle rows 220. Therefore, the total number of nozzle rows 220 in the two color ink heads 202 is four. In this case, it is conceivable that ink droplets of each color of yellow, magenta, cyan, and black, which are coloring process colors, are ejected from each of the four nozzle rows 220. If comprised in this way, coloring with respect to a molded article can be performed appropriately, for example.

モデル材用ヘッド204は、造形用のインクであるモデル材のインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、モデル材の層を積層して形成することにより、少なくとも、造形物の内部における造形用の領域を形成する。また、本例において、モデル材としては、光反射性を有するインクの一例である白色のインクを用いる。白色のインクとしては、例えば、白色顔料を含むインクを好適に用いることができる。   The model material head 204 is an ink jet head that ejects ink droplets of a model material that is a modeling ink, and is formed by stacking layers of model materials, so that at least a modeling region inside the modeled object. Form. In this example, as the model material, white ink which is an example of ink having light reflectivity is used. For example, an ink containing a white pigment can be suitably used as the white ink.

また、造形用のインクとして白色のインクを用いることにより、本例において、モデル材用ヘッド204は、反射インク用ヘッドとしても機能する。この場合、反射インク用ヘッドとは、例えば、光反射性を有するインクのインク滴を吐出することで光反射性を有するインクの層である光反射層を形成するインクジェットヘッドである。このように構成すれば、例えば、光反射層により、造形物の表層側から加飾層を経由して入った光を良好に反射できる。また、これにより、例えば、減法混色法による着色を適切に行うことができる。   In addition, by using white ink as modeling ink, in this example, the model material head 204 also functions as a reflective ink head. In this case, the reflective ink head is, for example, an inkjet head that forms a light reflective layer, which is a layer of light reflective ink, by ejecting ink droplets of light reflective ink. If comprised in this way, the light which entered via the decorating layer from the surface layer side of a molded article can be favorably reflected by the light reflection layer, for example. Thereby, for example, coloring by the subtractive color mixing method can be appropriately performed.

なお、ヘッド部102の構成の変形例においては、モデル材用ヘッド204において、白色のインク以外のインクを用いることも考えられる。例えば、モデル材用ヘッド204において、造形専用のインクを用いること等も考えられる。この場合、ヘッド部102は、モデル材用ヘッド204とは別に、反射インク用ヘッドを更に有することが好ましい。この場合、反射インク用ヘッドも含めたヘッド部102における複数のインクジェットヘッドについて、スタガ配列で配設することが好ましい。   In the modified example of the configuration of the head unit 102, it is also conceivable to use ink other than white ink in the model material head 204. For example, in the model material head 204, it may be possible to use ink dedicated to modeling. In this case, it is preferable that the head unit 102 further includes a reflective ink head separately from the model material head 204. In this case, it is preferable to arrange a plurality of ink jet heads in the head unit 102 including the head for reflective ink in a staggered arrangement.

透明インク用ヘッド206は、透明インク用ヘッドの一例であり、クリアインクのインク滴を吐出することで、透明層を形成する。この場合、クリアインクは、透明色のインクである透明インクの一例である。また、透明層は、透明インクの層である。サポート材用ヘッド208は、サポート材60(図12参照)の材料となる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。   The transparent ink head 206 is an example of a transparent ink head, and forms a transparent layer by discharging ink droplets of clear ink. In this case, the clear ink is an example of a transparent ink that is a transparent ink. The transparent layer is a layer of transparent ink. The support material head 208 is an inkjet head that ejects ink droplets of ink that is a material of the support material 60 (see FIG. 12).

紫外線照射部210は、紫外線を照射する光源であり、造形物の造形面に形成されたインクの層に紫外線を照射することにより、インクの層を硬化させる。また、本例において、紫外線照射部210は、カラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、透明インク用ヘッド206、およびサポート材用ヘッド208から構成されるインクジェットヘッドの並びに対し、主走査方向に並べて配設される。また、主走査動作時において、紫外線照射部210は、インクジェットヘッドの並びと共に、主走査方向へ移動する。これにより、紫外線照射部210は、主走査動作において、インクの層を硬化させる。そのため、本例においては、エリア1〜4のそれぞれにおけるインクジェットヘッドの主走査動作が終了した時点において、そのエリアのインクジェットヘッドにより吐出されたインクが完全に硬化した状態になる。   The ultraviolet irradiation unit 210 is a light source that irradiates ultraviolet rays, and cures the ink layer by irradiating the ink layer formed on the modeling surface of the model with ultraviolet rays. In this example, the ultraviolet irradiation unit 210 is arranged in the main scanning direction with respect to the arrangement of the inkjet heads composed of the color ink head 202, the model material head 204, the transparent ink head 206, and the support material head 208. They are arranged side by side. Further, during the main scanning operation, the ultraviolet irradiation unit 210 moves in the main scanning direction along with the arrangement of the inkjet heads. Accordingly, the ultraviolet irradiation unit 210 cures the ink layer in the main scanning operation. Therefore, in this example, when the main scanning operation of the inkjet head in each of the areas 1 to 4 is completed, the ink ejected by the inkjet head in that area is completely cured.

なお、図13においては、図示を簡略化するため、インクジェットヘッドの並びに対し、主走査方向の一方側のみに紫外線照射部210を配設した構成を図示している。しかし、ヘッド部102の構成の変形例においては、例えば、インクジェットヘッドの並びに対し、主走査方向の両側に紫外線照射部210を配設してもよい。   In FIG. 13, for simplicity of illustration, a configuration in which the ultraviolet irradiation unit 210 is disposed only on one side in the main scanning direction with respect to the arrangement of the inkjet heads is illustrated. However, in a modified example of the configuration of the head unit 102, for example, the ultraviolet irradiation units 210 may be disposed on both sides in the main scanning direction with respect to the arrangement of the inkjet heads.

平坦化ローラ212は、平坦化手段の一例であり、積層されるインクの表面である積層面と接触して回転することにより、造形中の造形物の最上面を平坦化する。平坦化ローラ212としては、例えば、硬化前のインクに対する濡れ性を有するローラを好適に用いることができる。この場合、平坦化ローラ212は、例えば、硬化前のインクの一部を掻き取ることにより、インクの層を平坦化する。   The flattening roller 212 is an example of a flattening unit, and flattens an uppermost surface of a modeled object under modeling by rotating in contact with a layered surface that is a surface of ink to be stacked. As the flattening roller 212, for example, a roller having wettability with ink before curing can be suitably used. In this case, the flattening roller 212 flattens the ink layer by scraping off a part of the ink before curing, for example.

また、本例において、平坦化ローラ212は、スタガ配列で並ぶ複数のインクジェットヘッドと、紫外線照射部210との間の領域に配設される。これにより、平坦化ローラ212は、紫外線照射部210により紫外線が照射される前のインクの層に対し、平坦化の動作を行う。   In this example, the flattening roller 212 is disposed in a region between the plurality of inkjet heads arranged in a staggered arrangement and the ultraviolet irradiation unit 210. Accordingly, the flattening roller 212 performs a flattening operation on the ink layer before being irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation unit 210.

なお、インクジェットヘッドを用いて造形物を造形する場合、ノズルからのインク滴の吐出量のばらつき等の影響により、通常、積層面は、平坦(平滑)にならない。そのため、何らかの方法で積層面を平坦化する必要がある。また、この場合、例えばインクの硬化後に平坦化を行おうとすると、インクを削る他ないため、粉じん等が発生することになる。そのため、平坦化の動作は、インクの硬化前に行うことが好ましい。これに対し、本例によれば、平坦化ローラ212を用いることにより、造形中の造形物に対する平坦化を適切に行うことができる。   In addition, when modeling a modeling thing using an inkjet head, a lamination | stacking surface is not normally flat (smooth) by influence, such as dispersion | variation in the discharge amount of the ink droplet from a nozzle. Therefore, it is necessary to flatten the laminated surface by some method. Further, in this case, for example, if flattening is performed after the ink is cured, there is no choice but to remove the ink, so that dust or the like is generated. Therefore, it is preferable to perform the flattening operation before the ink is cured. On the other hand, according to this example, by using the flattening roller 212, it is possible to appropriately perform flattening on a modeled object during modeling.

続いて、本例におけるインクジェットヘッドの並びについて、更に詳しく説明をする。図13に図示しているように、本例において、ヘッド部102における複数のインクジェットヘッドは、スタガ配列で配設されている。この場合、より具体的に、例えば、同じ用途のインクジェットヘッドは、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。例えば、複数のカラーインク用ヘッド202は、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。また、複数のモデル材用ヘッド204、複数の透明インク用ヘッド206、および複数のサポート材用ヘッド208のそれぞれも同様である。   Next, the arrangement of the inkjet heads in this example will be described in more detail. As shown in FIG. 13, in this example, the plurality of ink jet heads in the head unit 102 are arranged in a staggered arrangement. In this case, more specifically, for example, inkjet heads of the same application are arranged side by side in the main scanning direction with their positions in the sub scanning direction aligned. For example, the plurality of color ink heads 202 are arranged side by side in the main scanning direction with their positions in the sub scanning direction aligned. The same applies to the plurality of model material heads 204, the plurality of transparent ink heads 206, and the plurality of support material heads 208.

一方、異なる用途のインクジェットヘッドは、副走査方向における位置をずらして配設される。より具体的に、例えば、互いに異なる用途のインクジェットヘッドであるカラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、透明インク用ヘッド206、およびサポート材用ヘッド208は、図示のように、副走査方向における位置を互いにずらして配設されている。   On the other hand, inkjet heads for different uses are arranged with their positions shifted in the sub-scanning direction. More specifically, for example, the color ink head 202, the model material head 204, the transparent ink head 206, and the support material head 208, which are inkjet heads for different uses, are arranged in the sub-scanning direction as shown in the figure. The positions are shifted from each other.

このように構成した場合、ヘッド部102について、主走査方向におけるサイズが大きくなり過ぎることを適切に防ぐことができる。また、これにより、立体物造形装置100について、コンパクトな構成を適切に実現できる。   When configured in this way, it is possible to appropriately prevent the head unit 102 from becoming too large in the main scanning direction. Thereby, a compact configuration can be appropriately realized for the three-dimensional object forming apparatus 100.

より具体的に、例えば、立体物を造形する場合、様々な用途のインクジェットヘッドを用いることや、造形速度を高速化するために同じ用途のインクジェットヘッドを複数用いること等により、多数のインクジェットヘッドを搭載することが必要になる場合がある。しかし、複数のインクジェットヘッドをインライン配列で配設する場合、搭載するインクジェットヘッドの数を多くすると、ヘッド部102が主走査方向に長くなり、立体物造形装置100の幅が大きくなる。この場合、インライン配列とは、例えば、複数のインクジェットヘッドについて、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設することである。これに対し、本例の場合、ヘッド部102におけるインクジェットヘッドの数が多い場合にも、立体物造形装置100の構成をよりコンパクトにすることができる。   More specifically, for example, when modeling a three-dimensional object, a large number of inkjet heads are formed by using inkjet heads for various purposes, or by using a plurality of inkjet heads for the same purpose in order to increase the modeling speed. It may be necessary to install. However, when arranging a plurality of inkjet heads in an in-line arrangement, if the number of inkjet heads to be mounted is increased, the head unit 102 becomes longer in the main scanning direction, and the width of the three-dimensional object formation apparatus 100 becomes larger. In this case, the in-line arrangement means, for example, that a plurality of inkjet heads are arranged side by side in the main scanning direction with their positions in the sub scanning direction aligned. On the other hand, in the case of this example, even when the number of inkjet heads in the head unit 102 is large, the configuration of the three-dimensional object formation apparatus 100 can be made more compact.

また、本例のように、ヘッド部102における複数のインクジェットヘッドをスタガ配列で配設した場合、それぞれ異なる種類のインクを吐出する複数のインクジェットヘッドについて、造形物の各位置に対してインク滴を吐出するタイミングに関し、インクジェットヘッド毎に異ならせることができる。また、これにより、例えば、異なる種類のインクの混じり合い等を適切に防ぐことができる。   In addition, as in this example, when a plurality of inkjet heads in the head unit 102 are arranged in a staggered arrangement, ink droplets are applied to each position of a modeled object for a plurality of inkjet heads that discharge different types of ink. The ejection timing can be different for each inkjet head. Thereby, for example, mixing of different types of ink can be appropriately prevented.

また、複数のインクジェットヘッドをスタガ配列で配設した場合、複数のインクジェットヘッドによるインク滴の吐出を、複数回の主走査動作で分散して行うことになる。そのため、この場合、例えば複数のインクジェットヘッドをインライン配列で並べた場合と比べ、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量を低減できる。   In addition, when a plurality of ink jet heads are arranged in a staggered arrangement, the ejection of ink droplets by the plurality of ink jet heads is distributed and performed by a plurality of main scanning operations. Therefore, in this case, the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation can be reduced as compared with, for example, a plurality of inkjet heads arranged in an in-line arrangement.

ここで、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量が多くなると、例えば、インクを硬化させる硬化手段の出力等を大きくすることが必要になる。より具体的に、例えば、本例のように、紫外線硬化型インクを用いて造形を行う場合、紫外線照射部210として、高出力のUV照射器等を用いることが必要になる。   Here, when the amount of ink ejected within a certain range in each main scanning operation increases, for example, it is necessary to increase the output of a curing unit that cures the ink. More specifically, for example, when modeling is performed using ultraviolet curable ink as in this example, it is necessary to use a high-output UV irradiator or the like as the ultraviolet irradiation unit 210.

しかし、紫外線照射部210の出力が大きくなると、例えば、装置のサイズが大きくなり、装置コストが大きく増大する虞がある。また、漏れ光による問題等も生じやすくなる。また、より具体的に、例えば、漏れ光の影響が大きくなると、インクジェットヘッドのノズル周辺やノズル内においてインクの硬化が始まり、インクの不吐出や偏向が発生しやすくなる。また、一度に多量のインクを吐出し、硬化させた場合、硬化後のインクが高分子化し、硬化収縮の影響が大きくなる虞がある。また、紫外線照射部210の出力を大きくした場合、発生する熱により、インクの層が変形する虞もある。   However, when the output of the ultraviolet irradiation unit 210 is increased, for example, the size of the apparatus is increased, and the apparatus cost may be greatly increased. In addition, problems due to leaked light tend to occur. More specifically, for example, when the influence of leakage light increases, ink curing starts around the nozzles of the inkjet head and in the nozzles, and ink non-ejection and deflection tend to occur. In addition, when a large amount of ink is ejected at once and cured, the ink after curing becomes polymerized, which may increase the influence of curing shrinkage. Further, when the output of the ultraviolet irradiation unit 210 is increased, the ink layer may be deformed by the generated heat.

これに対し、本例においては、スタガ配列で複数のインクジェットヘッドを配設することにより、例えば多くのインクジェットヘッドを配設する場合にも、上記のように、各回の主走査動作で一定の範囲内に吐出するインクの量を適切に低減できる。また、これにより、紫外線照射部210の出力を大きくした場合に生じる問題等を適切に抑えることができる。より具体的には、例えば、紫外線硬化型インクを用いて造形を行う場合、より出力の小さい紫外線光源を用いて、インクを適切に硬化させることができる。また、硬化収縮の影響や、熱による変形等をより適切に抑えることができる。   On the other hand, in this example, by arranging a plurality of ink jet heads in a staggered arrangement, for example, even when many ink jet heads are arranged, as described above, a certain range in each main scanning operation. The amount of ink ejected inside can be appropriately reduced. In addition, this makes it possible to appropriately suppress problems that occur when the output of the ultraviolet irradiation unit 210 is increased. More specifically, for example, when modeling is performed using an ultraviolet curable ink, the ink can be appropriately cured using an ultraviolet light source having a smaller output. Moreover, the influence of curing shrinkage, deformation due to heat, and the like can be more appropriately suppressed.

また、本例においては、紫外線照射部210の出力を小さくできるため、紫外線照射部210として、例えばメタルハライドランプ等の高出力の紫外線光源ではなく、LEDタイプの光源(UVLED)等を好適に用いることができる。そして、この場合、紫外線の照射の指向性が高くなるため、例えば、漏れ光の発生をより適切に防ぎ、インクを積層する箇所に対してのみ紫外線を照射することが可能になる。そのため、このように構成すれば、例えば、漏れ光によるインク滴の吐出不良等の発生をより適切に抑えることができる。   In this example, since the output of the ultraviolet irradiation unit 210 can be reduced, an LED type light source (UVLED) or the like is preferably used as the ultraviolet irradiation unit 210 instead of a high output ultraviolet light source such as a metal halide lamp. Can do. In this case, since the directivity of ultraviolet irradiation is increased, for example, the generation of leakage light can be prevented more appropriately, and ultraviolet light can be irradiated only to the portion where ink is laminated. Therefore, with this configuration, for example, it is possible to more appropriately suppress the occurrence of ink droplet ejection failure due to leakage light.

また、本例においては、上記のように、造形の途中において、平坦化ローラ212により、インクの層の平坦化を行う。しかし、平坦化ローラ212による平坦化を行う場合において、例えばそれぞれ異なる種類のインクを吐出する複数のインクジェットヘッドがインライン配列で配設されていると、各回の主走査動作において、異なる種類のインク滴を同時に吐出し、未硬化状態の複数種類のインクに対して同時に平坦化を実行することになる。そして、このような場合、平坦化の動作の影響でインクの混じり合いが生じやすくなる。   In this example, as described above, the ink layer is flattened by the flattening roller 212 during the modeling. However, when performing flattening by the flattening roller 212, for example, if a plurality of inkjet heads that discharge different types of ink are arranged in an in-line arrangement, different types of ink droplets are used in each main scanning operation. Are simultaneously ejected, and flattening is simultaneously performed on a plurality of types of uncured ink. In such a case, ink mixing easily occurs due to the influence of the flattening operation.

これに対し、本例においては、スタガ配設で複数のインクジェットヘッドを配設することにより、例えば、造形物の各位置に対してインク滴を吐出するタイミングを、インクジェットヘッド毎に異ならせることができる。また、これにより、例えば、平坦化の動作時において、インクの混じり合いが生じ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、インクの層の平坦化をより適切に行うことができる。また、これにより、例えば、より高い精度で造形物を造形できる。   On the other hand, in this example, by disposing a plurality of ink jet heads in a staggered manner, for example, the timing of ejecting ink droplets to each position of a modeled object can be made different for each ink jet head. it can. This also makes it possible to appropriately prevent ink mixing during, for example, a flattening operation. Therefore, according to this example, for example, the ink layer can be more appropriately flattened. Thereby, for example, a model can be modeled with higher accuracy.

また、スタガ配設の構成によりインクの混じり合いを防げるために、例えばインライン配列の構成を用いる場合と比べ、より高速な造形を行うことも可能になる。例えば、インライン配列の構成を用いる場合、インクの混じり合いを防ぐためには、造形物の同じ位置に対し、使用するインクジェットヘッドの種類の数に合わせて、複数回の主走査動作を行うことが必要になる場合がある。例えば、本例のように、カラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、透明インク用ヘッド206、およびサポート材用ヘッド208の4種類のインクジェットヘッドを用いる場合、インライン配列の構成を用いると、インクの混じり合いを防ぐために、例えば、1回の主走査動作では1種類のインクジェットヘッドのみを使用することが考えられる。そして、この場合、1層分のインクの層を形成するために4回の主走査動作が必要になる。また、その結果、造形に要する時間が大きく増大することになる。   In addition, in order to prevent ink from being mixed by the configuration of the staggered arrangement, it is possible to perform modeling at a higher speed than in the case of using an inline arrangement, for example. For example, when using an in-line arrangement, it is necessary to perform a plurality of main scanning operations at the same position of the object in accordance with the number of types of inkjet heads to be used in order to prevent ink mixing. It may become. For example, as in this example, when using four types of ink jet heads of a color ink head 202, a model material head 204, a transparent ink head 206, and a support material head 208, an inline arrangement is used. In order to prevent mixing of ink, for example, it is conceivable to use only one type of ink jet head in one main scanning operation. In this case, four main scanning operations are required to form one ink layer. As a result, the time required for modeling greatly increases.

また、インライン配列の構成を用いる場合、例えば各インクジェットヘッドにおいて、ノズル列220中の一部のノズルだけを使用することで、インクの混じり合いを防ぐこと等も考えられる。しかし、この場合も、ノズルの使用率が低下するため、造形に要する時間が増大することになる。   In addition, when using an in-line arrangement, for example, it may be possible to prevent ink mixing by using only some of the nozzles in the nozzle row 220 in each inkjet head. However, in this case as well, the usage rate of the nozzle is reduced, so that the time required for modeling increases.

これに対し、本例のように、スタガ配列の構成を用いる場合、インクの混じり合いについて考慮することなく、各回の主走査動作で全てのインクジェットヘッドを用いることが可能になる。そのため、この場合、例えば、インライン配列の構成を用いる場合と比べ、造形速度を大幅(例えば約4倍)に高速化し、造形に要する時間を大幅(例えば約1/4)に短縮することができる。   On the other hand, when the staggered arrangement is used as in this example, all the ink jet heads can be used in each main scanning operation without considering ink mixing. Therefore, in this case, for example, the modeling speed can be significantly increased (for example, about 4 times), and the time required for modeling can be significantly decreased (for example, about 1/4), compared with the case where an inline arrangement configuration is used. .

続いて、立体物造形装置100により形成するインクの層について、更に詳しく説明をする。本例の立体物造形装置100は、ヘッド部102における各インクジェットヘッドにより、例えば、図1〜11を用いて説明をした場合と同一または同様にして、造形物50を構成するそれぞれのインクの層を形成する。より具体的には、例えば、ヘッド部102におけるカラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、および透明インク用ヘッド206を用いて、光反射層と着色層との間に透明層を形成することにより、造形物の表層側から内側に向かって、着色層と、透明層と、光反射層とを、この順で形成する。   Next, the ink layer formed by the three-dimensional object forming apparatus 100 will be described in more detail. The three-dimensional object forming apparatus 100 of the present example is configured in the same or similar manner as that described with reference to FIGS. Form. More specifically, for example, using the color ink head 202, the model material head 204, and the transparent ink head 206 in the head unit 102, a transparent layer is formed between the light reflecting layer and the colored layer. Thus, a colored layer, a transparent layer, and a light reflecting layer are formed in this order from the surface layer side to the inside of the shaped object.

また、本例において、着色層は、カラーインク用ヘッド202により着色用のカラーインクで形成されるインクの層である。光反射層は、モデル材用ヘッド204により白色のインクで形成されるインクの層である。また、透明層は、透明インク用ヘッド206によりクリアインクで形成されるインクの層である。このように構成した場合、例えば、造形物において、着色層と光反射層との間に透明層が形成されているため、光反射性を有するインクである白色のインクと、着色用のインクとが混じり合うことはない。   In this example, the colored layer is an ink layer formed of colored ink by the color ink head 202. The light reflecting layer is an ink layer formed of white ink by the model material head 204. The transparent layer is an ink layer formed of clear ink by the transparent ink head 206. When configured in this manner, for example, in the modeled object, since a transparent layer is formed between the colored layer and the light reflecting layer, a white ink that is a light reflecting ink, and a coloring ink, Will not mix.

ここで、例えば、白色のインクと着色用のインクとが混じり合うと、着色用のインクの色が失われて所望する色調を実現できないことになる。これに対し、このように構成した場合、着色用のインクについて、仮に隣接する透明層のクリアインクと混じり合ったとしても、着色用のインクの色は失われない。そのため、この場合、造形物が呈する加飾に影響は生じない。したがって、本例によれば、例えば、所望の加飾を施した造形物を適切に造形できる。   Here, for example, when the white ink and the coloring ink are mixed, the color of the coloring ink is lost, and a desired color tone cannot be realized. On the other hand, in such a configuration, even if the color ink is mixed with the clear ink of the adjacent transparent layer, the color of the color ink is not lost. Therefore, in this case, there is no influence on the decoration exhibited by the modeled object. Therefore, according to this example, it is possible to appropriately model a modeled object with a desired decoration, for example.

また、本例において、光反射層と着色層との間に形成する透明層は、第1の透明層の一例である。また、透明インク用ヘッド206は、着色層の表層側に、第2の透明層を更に形成する。   In this example, the transparent layer formed between the light reflecting layer and the colored layer is an example of a first transparent layer. The transparent ink head 206 further forms a second transparent layer on the surface layer side of the colored layer.

このように構成した場合、造形物の表層側に第2の透明層を形成することにより、例えば、造形物の表面をより適切に保護することができる。より具体的に、この場合、第2の透明層によって加飾層が保護されることにより、例えば、摩擦による脱色や紫外線による退色を適切に防止できる。また、表層側に第2の透明層を形成することにより、例えば、ち密で精度の高い造形物を形成することも可能となる。   When comprised in this way, the surface of a molded article can be protected more appropriately, for example by forming a 2nd transparent layer in the surface layer side of a molded article. More specifically, in this case, the decorative layer is protected by the second transparent layer, so that, for example, discoloration due to friction or fading due to ultraviolet rays can be appropriately prevented. Further, by forming the second transparent layer on the surface layer side, for example, it is possible to form a dense and highly accurate shaped object.

また、図1〜11を用いて説明をした場合と同一または同様にして、本例において、カラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、および透明インク用ヘッド206は、造形物を構成する複数の層のうちの二つ以上の層について、それぞれの層の端部側から中心側に向けて、第2の透明層の一部分と、着色層の一部分と、第1の透明層の一部分と、光反射層の一部分とを、この順で形成する。この場合、二つ以上の層の各層は、着色層の一部分を、第1の透明層の一部分と、第2の透明層の一部分との間に有している。   Further, in the present example, the color ink head 202, the model material head 204, and the transparent ink head 206 are a plurality of pieces constituting the modeled object, in the same or similar manner as described with reference to FIGS. Two or more of the layers, from the end side to the center side of each layer, a part of the second transparent layer, a part of the colored layer, a part of the first transparent layer, A part of the light reflecting layer is formed in this order. In this case, each of the two or more layers has a part of the colored layer between a part of the first transparent layer and a part of the second transparent layer.

また、この場合、造形物は、第1の透明層の一部分と第2の透明層の一部分との間に着色層の一部分を有している層同士が積層している領域を有している。そして、この領域において、或る層に含まれる着色層の一部分と、或る層の上または下に積層されている層に含まれる着色層の一部分とが重畳していない部分は、或る層に含まれる着色層の一部分と、或る層の上または下に積層されている層に含まれる第1の透明層の一部分または第2の透明層の一部分とが重畳している構成になっている。   Further, in this case, the molded article has a region in which layers having a part of the colored layer are laminated between a part of the first transparent layer and a part of the second transparent layer. . In this region, a part of a colored layer included in a certain layer and a part of a colored layer included in a layer laminated on or below a certain layer are not overlapped with each other. A part of the colored layer included in the layer is overlapped with a part of the first transparent layer or a part of the second transparent layer included in a layer laminated on or under a certain layer. Yes.

このように構成した場合、例えば、着色層と透明層とが上下方向に重畳しているため、着色層の上下に光反射層が重畳する可能性(重畳する割合)を抑制することができる。そして、着色層と透明層とが上下方向に重畳している場合、例えば着色層を形成するインクについて、仮に透明インクと混じり合ったとしても、所望の加飾を実現することができる。そのため、このように構成すれば、例えば、所望の加飾が施された造形物をより適切に造形できる。   When comprised in this way, since the colored layer and the transparent layer have overlapped in the up-down direction, for example, the possibility that the light reflecting layer is superimposed on the upper and lower sides of the colored layer (ratio of overlapping) can be suppressed. And when a colored layer and a transparent layer have overlapped in the up-and-down direction, even if it mixes with a transparent ink about the ink which forms a colored layer, for example, desired decoration can be implement | achieved. Therefore, if comprised in this way, the modeling thing to which the desired decoration was given can be modeled more appropriately, for example.

続いて、インクの層を平坦化する動作等について、更に詳しく説明をする。図14は、本例において形成するインクの層の一例を示す図であり、造形物の造形中に形成する一のインクの層の一部について、構成の一例を示す。なお、以下の説明をする点を除き、図14において、図1〜11と同じ符号を構成は、図1〜11における構成と、同一または同様の特徴を有する。   Next, the operation for flattening the ink layer will be described in more detail. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an ink layer formed in the present example, and illustrates an example of a configuration of a part of the ink layer formed during modeling of a modeled object. Except for the following description, in FIG. 14, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 11 have the same or similar features as those in FIGS.

本例において、ヘッド部102(図12参照)における各インクジェットヘッドは、造形物50を構成するそれぞれのインクの層として、図1〜11を用いて説明した場合と同様に、光反射層の一部分51、第1の透明層の一部分52、着色層の一部分53、および第2の透明層の一部分54を形成する。また、造形物50の周囲に、サポート材60の領域を形成する。   In this example, each inkjet head in the head unit 102 (see FIG. 12) is a part of the light reflecting layer, as in the case described with reference to FIGS. 51, a first transparent layer portion 52, a colored layer portion 53, and a second transparent layer portion 54 are formed. Further, a region of the support material 60 is formed around the modeled object 50.

また、図1〜11を用いて説明した場合と同様に、本例においても、着色用のインクのみでは着色層(着色層の一部分53)のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たさない箇所について、補填インクによって着色層(着色層の一部分53)のインク充填密度を補填することをおこなう。そして、この場合、補填インクとしては、クリアインクを用いる。より具体的に、例えば、着色用のインクのみでは着色層のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たさない箇所に対し、透明インク用ヘッド206(図13参照)は、クリアインクにより、着色層のインク充填密度を補填する。   Similarly to the case described with reference to FIGS. 1 to 11, in this example, the ink filling density of the colored layer (colored layer portion 53) does not satisfy the predetermined ink filling density with only the color ink. The ink filling density of the colored layer (colored layer portion 53) is compensated for by supplementary ink. In this case, clear ink is used as the supplementary ink. More specifically, for example, the transparent ink head 206 (see FIG. 13) uses a clear ink for the portion where the ink filling density of the colored layer does not satisfy a predetermined ink filling density with only the coloring ink. The ink filling density is compensated.

このように構成すれば、例えば、着色層のインク充填密度を適切に補填することができる。また、これにより、例えば、インク充填密度のばらつき等による凹凸や隙間が着色層に生じることを適切に抑えることができる。そのため、本例によれば、例えば、所望の加飾を行った所望の形状の造形物をより適切に造形することができる。   If comprised in this way, the ink filling density of a colored layer can be compensated appropriately, for example. In addition, for example, it is possible to appropriately suppress occurrence of unevenness and gaps in the colored layer due to variations in ink filling density, for example. Therefore, according to this example, it is possible to more appropriately model a modeled object having a desired shape with a desired decoration, for example.

また、図13等を用いて説明をしたように、ヘッド部102における複数のインクジェットヘッドは、スタガ配列で配設されている。また、本例においては、スタガ配列の構成により、造形物およびサポート材を構成するそれぞれのインクの層に対し、カラーインク用ヘッド202、モデル材用ヘッド204、透明インク用ヘッド206、およびサポート材用ヘッド208が、この順番でインク滴を吐出する。   Further, as described with reference to FIG. 13 and the like, the plurality of inkjet heads in the head unit 102 are arranged in a staggered arrangement. Also, in this example, the color ink head 202, the model material head 204, the transparent ink head 206, and the support material are applied to each ink layer constituting the modeled object and the support material due to the staggered arrangement. The head 208 ejects ink droplets in this order.

そして、この場合、透明インク用ヘッド206は、補填インクとして吐出するクリアインクのインク滴について、着色層における着色用のインクの上に吐出することになる。そのため、平坦化ローラ212(図13参照)による平坦化を行う前の状態において、着色層の一部分53の状態は、図中に示すように、カラーの着色用のインクの上にクリアインクが載った状態になる。   In this case, the transparent ink head 206 ejects clear ink droplets ejected as supplementary ink onto the coloring ink in the colored layer. Therefore, in the state before the flattening by the flattening roller 212 (see FIG. 13), the state of the portion 53 of the colored layer is such that the clear ink is placed on the color coloring ink as shown in the figure. It becomes a state.

また、平坦化の動作において、平坦化ローラ212は、インクの層の最上部における一部のインクを掻き取ることにより、インクの層を平坦化する。より具体的に、図示した場合において、平坦化ローラ212は、図中に示した線(除去線)よりも上に積層されたインクを除去することにより、インクの層を平坦化する。そして、この場合、着色層の一部分53に着目すると、平坦化ローラ212は、着色用のインクの上に形成されたクリアインクの層を平坦化することになる。   In the flattening operation, the flattening roller 212 flattens the ink layer by scraping off a part of the ink at the uppermost part of the ink layer. More specifically, in the illustrated case, the flattening roller 212 flattens the ink layer by removing the ink stacked above the line (removal line) shown in the drawing. In this case, when paying attention to a portion 53 of the colored layer, the flattening roller 212 flattens the clear ink layer formed on the coloring ink.

また、より具体的に、本例において、積層されたインクを平坦化ローラ212により除去する動作は、主走査動作時に、ヘッド部102の各インクジェットヘッドによるインク滴の吐出と同時に行う。また、本例においては、図13においてエリア1〜4として示した各領域に配設されたインクジェットヘッドにより、造形物50の各領域に対し、エリア1側のインクジェットヘッドから順番に、インク滴を吐出する。そして、この場合、それぞれのインクジェットヘッドによるインク滴の吐出量は、エリア3に配設された透明インク用ヘッド206によりインク滴を吐出するタイミングで、着色層の一部分53におけるインクの層の厚さが除去線上に達するように設定されている。そのため、本例によれば、例えば、平坦化の動作時において、着色層の一部分53に対し、クリアインクを対象にして平坦化を行うことができる。また、これにより、例えば、着色用のインクの状態を破壊することなく、平坦化ローラ212による平坦化を行うことができる。   More specifically, in this example, the operation of removing the stacked ink by the flattening roller 212 is performed simultaneously with the ejection of ink droplets by each inkjet head of the head unit 102 during the main scanning operation. Further, in this example, ink droplets are sequentially applied from the inkjet head on the area 1 side to each region of the modeled object 50 by the inkjet head arranged in each region shown as areas 1 to 4 in FIG. Discharge. In this case, the amount of ink droplets ejected by the respective ink-jet heads is the thickness of the ink layer in the colored layer portion 53 at the timing when the ink droplets are ejected by the transparent ink head 206 disposed in the area 3. Is set to reach the removal line. Therefore, according to the present example, for example, during the flattening operation, the portion 53 of the colored layer can be flattened for the clear ink. Accordingly, for example, the flattening by the flattening roller 212 can be performed without destroying the state of the coloring ink.

そのため、本例によれば、例えば、平坦化の動作時において、着色用のインクが他のインクと混じり合うこと等を適切に防ぐことができる。また、これにより、造形中の造形物をより適切に平坦化できる。   Therefore, according to this example, for example, it is possible to appropriately prevent the coloring ink from being mixed with other ink during the flattening operation. Moreover, this makes it possible to more appropriately planarize the modeled object being modeled.

なお、この場合、その他の各領域においても、それぞれのインクの層の厚さが除去線よりも上に達した時点で、平坦化ローラ212による平坦化を行う。本例によれば、インクの層の各領域に対し、適切に平坦化を行うことができる。   In this case, also in each of the other regions, the flattening by the flattening roller 212 is performed when the thickness of each ink layer reaches above the removal line. According to this example, it is possible to appropriately flatten each region of the ink layer.

また、本例においては、図中に示すように、光反射層の一部分51とサポート材60との間において、着色層の一部分53は、第1の透明層の一部分52と第2の透明層の一部分54とに挟まれる領域に形成される。また、そのため、光反射層の一部分51を構成する白色のインクや、サポート材60を構成するインクと、着色用のインクとが混じり合うこともない。   Further, in this example, as shown in the drawing, between the light reflecting layer portion 51 and the support material 60, the colored layer portion 53 is composed of the first transparent layer portion 52 and the second transparent layer. Is formed in a region sandwiched between a portion 54 of each of the two. For this reason, the white ink constituting the part 51 of the light reflecting layer, the ink constituting the support material 60, and the coloring ink are not mixed.

また、本例のようにスタガ配列で複数のインクジェットヘッドが並ぶ構成を用いる場合、造形物の各位置に対し、異なる種類のインクのインク滴を同時に吐出することはなく、それぞれの種類のインクが硬化した後に、他の種類のインクのインク滴を吐出することになる。そのため、この点でも、平坦化の動作時に着色用のインクが他のインクと混じり合うことを防ぐことができる。   In addition, when using a configuration in which a plurality of inkjet heads are arranged in a staggered arrangement as in this example, different types of ink droplets are not simultaneously ejected to each position of a modeled object, and each type of ink is not After curing, ink droplets of other types of ink are ejected. Therefore, in this respect as well, it is possible to prevent the coloring ink from being mixed with other ink during the flattening operation.

また、この場合、平坦化の動作を行うタイミングで、着色層の一部分53において、未硬化のクリアインクの層の下にある着色用のインクは、既に硬化している。そして、この場合、この点でも、着色用のインクについて、平坦化による色混じりが生じることがないと言える。   Further, in this case, at the timing of performing the flattening operation, the coloring ink under the uncured clear ink layer is already cured in the colored layer portion 53. In this case, it can be said that color mixing does not occur in the coloring ink due to the flattening.

また、着色用のインクと他の色のインクとが混じることで起きる問題としては、例えば、サポート材用のインクと他のインク(例えば、着色用のインク等)とが混じることで積層表面がマット化する問題等も考えられる。これに対し、本例によれば、このような問題についても、適切に防ぐことができる。   In addition, as a problem caused by mixing the coloring ink and the other color ink, for example, the support surface and the other ink (for example, the coloring ink) are mixed, so that the laminated surface is The problem of matting is also conceivable. On the other hand, according to this example, such a problem can be prevented appropriately.

以上のように、本例においては、スタガ配列で複数のインクジェットヘッドが配設された構成を用いることにより、例えば、インライン配列の構成を用いる場合に生じる様々な問題の発生を適切に抑えることができる。また、本例のように主走査動作及び副走査動作を繰り返すことで造形を行う場合において、造形の速度を高速化することもできる。そのため、本例によれば、例えば、各種の不具合の発生を抑えつつ、印刷速度を適切に向上させることができる。また、これにより、例えば、造形物を高い精度でより適切に造形することができる。   As described above, in this example, by using a configuration in which a plurality of inkjet heads are arranged in a staggered arrangement, for example, occurrence of various problems that occur when using an inline arrangement configuration can be appropriately suppressed. it can. Moreover, in the case where modeling is performed by repeating the main scanning operation and the sub-scanning operation as in this example, the modeling speed can be increased. Therefore, according to this example, for example, it is possible to appropriately improve the printing speed while suppressing the occurrence of various problems. Thereby, for example, a model can be modeled more appropriately with high accuracy.

また、上記においても説明をしたように、ヘッド部102における具体的なインクジェットヘッドの配置は、図13等に示した構成以外に変形してもよい。より具体的には、例えば、上記においても説明をしたように、モデル材用ヘッド204において造形専用のインクを用い、モデル材用ヘッド204とは別に、反射インク用ヘッドを更に用いてもよい。   Further, as described above, the specific arrangement of the inkjet head in the head unit 102 may be modified other than the configuration shown in FIG. More specifically, for example, as described above, the modeling material head 204 may use a dedicated ink for modeling, and a reflective ink head may be further used separately from the modeling material head 204.

また、エリア1〜4に配設するインクジェットヘッドの種類を、図13に示した場合と異ならせることも考えられる。例えば、表面に着色(色付け)を行わない造形物を造形する場合、着色用のインクやクリアインクを用いずに造形を行うことが考えられる。そして、この場合、例えば、エリア1、2のインクジェットヘッドとして、モデル材用ヘッド204を使用し、エリア3、4のインクジェットヘッドとして、サポート材用ヘッド208を使用することが考えられる。このように構成した場合も、スタガ配列の構成を用いることにより、例えば、造形用のインクとサポート材用のインクとが混じり合うこと等を適切に防ぐことができる。また、これにより、これらのインクの混じり合いでマット感が生じること等を適切に防ぐことができる。そのため、このように構成した場合も、例えば、造形物を高い精度でより適切に造形することができる。   It is also conceivable that the types of ink jet heads disposed in areas 1 to 4 are different from those shown in FIG. For example, when modeling a modeling object that is not colored (colored) on the surface, it is conceivable to perform modeling without using coloring ink or clear ink. In this case, for example, it is conceivable to use the model material head 204 as the ink jet heads in the areas 1 and 2 and use the support material head 208 as the ink jet heads in the areas 3 and 4. Even in such a configuration, by using the staggered configuration, for example, mixing of the modeling ink and the support material ink can be appropriately prevented. In addition, this makes it possible to appropriately prevent a mat feeling from being generated by mixing these inks. Therefore, also when comprised in this way, a modeling thing can be modeled more appropriately with high precision, for example.

続いて、上記の各構成で光反射層と着色層(加飾層)との間に形成する透明層の特徴について、補足説明等を行う。先ず、光反射層と着色層との間に透明層を形成することの効果について、更に詳しく説明をする。この透明層は、例えば図2及び図9等に図示した第1の透明層2に対応する透明層である。また、図1〜14において、この透明層の一部分は、例えば第1の透明層の一部分52としても図示されている。   Then, supplementary explanation etc. are given about the characteristic of the transparent layer formed between a light reflection layer and a colored layer (decorative layer) by each above-mentioned composition. First, the effect of forming a transparent layer between the light reflecting layer and the colored layer will be described in more detail. This transparent layer is a transparent layer corresponding to the first transparent layer 2 illustrated in FIGS. 2 and 9, for example. In addition, in FIGS. 1 to 14, a part of the transparent layer is also illustrated as a part 52 of the first transparent layer, for example.

上記においても説明をしたように、造形物の造形時において、光反射層と着色層との間に透明層を形成することにより、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとが混じり合うことを適切に防ぐことができる。しかし、着色された造形物を造形する場合、通常、着色層の幅について、十分な濃さ(濃度)で色を表現できるように、ある程度以上の幅に設定する。この場合、着色層の幅とは、例えば、造形物の表層と垂直な方向における幅である。造形物の表層とは、例えば、造形物において最も外側の面のことである。また、より具体的に、着色層の幅は、例えば300μm程度(例えば、250〜350μm程度)にすることが考えられる。そして、この場合、単純に考えると、例えば光反射層と着色層との間に透明層を形成せずに、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとがある程度混じり合ったとしても、造形物の外部から視認される色(造形物の色)に対する影響は小さいようにも思われる。   As described above, at the time of modeling a modeled object, by forming a transparent layer between the light reflecting layer and the colored layer, the ink constituting the light reflecting layer and the ink constituting the colored layer are Mixing can be prevented appropriately. However, when modeling a colored modeled object, the width of the colored layer is usually set to a certain width or more so that the color can be expressed with a sufficient density (density). In this case, the width of the colored layer is, for example, the width in a direction perpendicular to the surface layer of the modeled object. The surface layer of the modeled object is, for example, the outermost surface of the modeled object. More specifically, the width of the colored layer may be about 300 μm (for example, about 250 to 350 μm). And in this case, simply considering, for example, without forming a transparent layer between the light reflecting layer and the colored layer, the ink constituting the light reflecting layer and the ink constituting the colored layer are mixed to some extent. However, it seems that the influence on the color (color of the modeled object) visually recognized from the outside of the modeled object is small.

これに対し、本願の発明者は、様々な実験等を行い、着色層の幅を十分に厚くした場合でも、光反射層と着色層との間に透明層を形成しないと、造形物の色に影響が生じ得ることを見出した。より具体的に、例えば、光反射層と着色層との間に透明層を形成しない場合について、様々な角度から造形物を観察すると、観察を行う角度によって視認される色が変化しやすくなることを見出した。また、造形物を切断して断面の状態を確認すること等により、このような色の見え方の変化について、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとが混じり合うことが原因で生じていることを確認した。   On the other hand, the inventor of the present application performs various experiments and the like, and even when the width of the colored layer is sufficiently thick, if the transparent layer is not formed between the light reflecting layer and the colored layer, the color of the modeled object It has been found that this can affect More specifically, for example, when a transparent layer is not formed between the light reflecting layer and the colored layer, when a model is observed from various angles, the color that is visually recognized easily changes depending on the angle at which the observation is performed. I found. In addition, by cutting the shaped object and confirming the state of the cross section, the change in the appearance of the color is caused by a mixture of the ink that constitutes the light reflecting layer and the ink that constitutes the colored layer. It was confirmed that

また、本願の発明者は、更なる実験等により、このような色の見え方の変化について、光反射層と着色層との間に透明層を形成することで適切に抑え得ることを見出した。すなわち、光反射層と着色層との間に透明層を形成することにより、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとが混じり合うことを適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、造形物を観察する角度によって視認される色が変化することを適切に防ぐことができる。   Further, the inventors of the present application have found that such a change in the appearance of the color can be appropriately suppressed by forming a transparent layer between the light reflection layer and the colored layer through further experiments. . That is, by forming a transparent layer between the light reflecting layer and the colored layer, it is possible to appropriately prevent the ink constituting the light reflecting layer from being mixed with the ink constituting the colored layer. Moreover, it can prevent appropriately the color visually recognized by the angle which observes a modeling object by this, for example.

尚、造形物において視認される色は、例えば表面の粗さの状態や、着色層の幅の違い等によっても生じ得る。これに対し、本願の発明者は、表面の粗さの状態の違いや、着色層の幅の違い等を考慮した上で、光反射層と着色層との間に透明層を形成することの効果を確認している。   In addition, the color visually recognized in a molded article can arise also by the state of the surface roughness, the difference in the width of a colored layer, etc., for example. On the other hand, the inventor of the present application forms a transparent layer between the light reflecting layer and the colored layer in consideration of the difference in the roughness of the surface and the difference in the width of the colored layer. The effect is confirmed.

続いて、光反射層と着色層との間に形成する透明層の好ましい幅について、説明をする。この場合、透明層の幅とは、例えば、造形物の表層と垂直な方向における幅である。本願の発明者は、様々な実験等により、この透明層の好ましい幅についても、確認をした、そして、この透明層の幅について、造形の解像度における1ドット分以上の幅にすれば、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとが混じり合うことを適切に防ぐことができることを確認した。この場合、造形の解像度における1ドット分以上の幅とは、例えば、1個の立体画素(ボクセル)分の幅のことである。また、1個の立体画素とは、例えば、造形物を構成する要素の最小単位である。また、1個の立体画素とは、例えば、一のインク滴により形成される部分のことであってよい。   Subsequently, a preferable width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the colored layer will be described. In this case, the width of the transparent layer is, for example, the width in the direction perpendicular to the surface layer of the modeled object. The inventor of the present application has confirmed the preferable width of the transparent layer by various experiments and the like, and if the width of the transparent layer is set to a width of one dot or more in the resolution of modeling, the light reflection is achieved. It was confirmed that the ink constituting the layer and the ink constituting the colored layer can be appropriately prevented from being mixed. In this case, the width of one dot or more in the modeling resolution is, for example, the width of one three-dimensional pixel (voxel). In addition, one solid pixel is, for example, the minimum unit of elements constituting a modeled object. One solid pixel may be, for example, a portion formed by one ink droplet.

また、より具体的に、例えば600dpiの解像度で造形を行う場合、1ドット分の理論上の幅(理論値)は、40μm程度(より具体的には、42μm程度)になる。そのため、この場合、光反射層と着色層との間に形成する透明層の幅について、40μm程度以上にすることが好ましいといえる。また、インクの混じり合いをより確実に防ぐためには、光反射層と着色層との間に、2ドット分以上の幅の透明層を形成することが好ましい。この場合、この透明層の幅について、80μm程度以上にすることが好ましいといえる。   More specifically, for example, when modeling is performed at a resolution of 600 dpi, the theoretical width (theoretical value) for one dot is about 40 μm (more specifically, about 42 μm). Therefore, in this case, it can be said that the width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the colored layer is preferably about 40 μm or more. In order to more reliably prevent ink mixing, it is preferable to form a transparent layer having a width of 2 dots or more between the light reflecting layer and the colored layer. In this case, it can be said that the width of the transparent layer is preferably about 80 μm or more.

また、本願の発明者は、更なる実験等により、光反射層と着色層との間に形成する透明層について、幅を大きくし過ぎると問題が生じることを見出した。より具体的には、例えば、光反射層と着色層との間に形成する透明層について、幅を大きくし過ぎると、造形物の外部から視認される色の濃度が低下し、所望の色を表現できなくなる場合があることを見出した。この場合、色の濃度が低下するとは、色が薄く見えることである。このような現象は、例えば、間に幅の大きな透明層を挟むことで光反射層と着色層との間の距離が大きくなり、光の反射の仕方や透明層内での光の減衰量が変化する影響と考えられる。   Further, the inventors of the present application have found through further experiments and the like that a problem arises when the width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the colored layer is excessively increased. More specifically, for example, if the width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the colored layer is excessively large, the density of the color visually recognized from the outside of the modeled object is reduced, and a desired color is obtained. I found out that I couldn't express it. In this case, a decrease in color density means that the color appears light. Such a phenomenon is caused by, for example, increasing the distance between the light reflecting layer and the colored layer by sandwiching a transparent layer having a large width between them, and the way in which light is reflected and the amount of light attenuation in the transparent layer. This is considered to be a changing effect.

また、より具体的に、このような現象は、例えば、透明層の幅が150μmを超える場合に顕著になる。そのため、造形物の表層と垂直な方向において、光反射層と加飾層との間に形成される透明層の幅は、150μm以下にすることが好ましい。この透明層の幅は、例えば設計上の幅であってよい。また、この透明層の幅は、100μm以下にすることがより好ましい。また、この透明層の幅は、50μm以下であってもよい。   More specifically, such a phenomenon becomes remarkable when, for example, the width of the transparent layer exceeds 150 μm. Therefore, the width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the decorative layer is preferably 150 μm or less in the direction perpendicular to the surface layer of the modeled object. The width of the transparent layer may be a designed width, for example. The width of this transparent layer is more preferably 100 μm or less. Further, the width of the transparent layer may be 50 μm or less.

このように構成すれば、例えば、透明層の幅が大きくなり過ぎることで生じる影響を抑えつつ、光反射層を構成するインクと着色層を構成するインクとが混じり合うことを適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、造形物を観察する角度によって視認される色が変化することをより適切に防ぐことができる。   With this configuration, for example, it is possible to appropriately prevent the ink constituting the light reflecting layer and the ink constituting the colored layer from being mixed while suppressing the influence caused by the width of the transparent layer becoming too large. it can. Moreover, it can prevent more appropriately that the color visually recognized by the angle which observes a modeling object by this, for example.

本発明は上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態および変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、実施形態および変形例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the technical means disclosed in the embodiments and modifications are appropriately combined. The obtained embodiment is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means respectively disclosed in the embodiment and the modification.

本発明は、例えば立体造形物造形装置に好適に利用できる。   The present invention can be suitably used for, for example, a three-dimensional modeled object modeling apparatus.

1 光反射層
2 第1の透明層
3 着色層(加飾層)
4 第2の透明層
10、10´、10a、10b インクジェットヘッド装置
10(Y) イエローインク用ノズル
10(C) シアンインク用ノズル
10(K) ブラックインク用ノズル
10(M) マゼンタインク用ノズル
10(CL) 透明インク用ノズル
10(W) 白色インク用ノズル
11H 第1インクジェットヘッド
12H 第2インクジェットヘッド
13H 第3インクジェットヘッド
50 造形物
50a,50´a 層
51 光反射層の一部分
52 第1の透明層の一部分
53 着色層の一部分(加飾層の一部分)
54 第2の透明層の一部分
60 サポート材
100 立体物造形装置
102 ヘッド部
104 台部
106 主走査駆動部
108 副走査駆動部
110 制御部
202 カラーインク用ヘッド(加飾インク用ヘッド)
204 モデル材用ヘッド(反射インク用ヘッド)
206 透明インク用ヘッド
208 サポート材用ヘッド
210 紫外線照射部
212 平坦化ローラ(平坦化手段)
220 ノズル列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light reflection layer 2 1st transparent layer 3 Colored layer (decorative layer)
4 Second transparent layer 10, 10 ′, 10 a, 10 b Inkjet head device 10 (Y) Yellow ink nozzle 10 (C) Cyan ink nozzle 10 (K) Black ink nozzle 10 (M) Magenta ink nozzle 10 (CL) Nozzle for transparent ink 10 (W) Nozzle for white ink 11H 1st inkjet head 12H 2nd inkjet head 13H 3rd inkjet head 50 Modeling object 50a, 50'a Layer 51 A part 52 of a light reflection layer 52 1st transparency Part of layer 53 Part of colored layer (part of decorative layer)
54 Part of second transparent layer 60 Support material 100 Three-dimensional object shaping apparatus 102 Head unit 104 Base unit 106 Main scanning driving unit 108 Sub scanning driving unit 110 Control unit 202 Color ink head (decorative ink head)
204 Model material head (reflective ink head)
206 Transparent ink head 208 Support material head 210 Ultraviolet irradiation unit 212 Flattening roller (flattening means)
220 nozzle array

Claims (10)

立体的な造形物を造形する立体物造形装置であって、
光反射性を有する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、前記光反射性を有するインクの層である光反射層を形成する反射インク用ヘッドと、
前記造形物に対する加飾用のインクである加飾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、前記加飾インクの層である加飾層を形成する加飾インク用ヘッドと、
透明色のインクである透明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、前記透明インクの層である透明層を形成する透明インク用ヘッドと、
予め設定された主走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドに行わせる主走査駆動部と、
前記主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動する副走査動作を前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドに行わせる副走査駆動部と
を備え、
少なくとも、前記加飾インク用ヘッドと、前記透明インク用ヘッドとは、前記副走査方向における位置を互いにずらして配設されており、
前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドは、前記光反射層と前記加飾層との間に前記透明層を形成することにより、前記造形物の表層側から内側に向かって、前記加飾層と、前記透明層と、前記光反射層とを、この順で形成することを特徴とする立体物造形装置。
A three-dimensional object forming apparatus for forming a three-dimensional object,
An ink-jet head that ejects ink droplets of light-reflective ink, and a reflective-ink head that forms a light-reflective layer that is a layer of the light-reflective ink;
A head for decorative ink that is an inkjet head that ejects ink droplets of decorative ink that is a decorative ink for the modeled object, and that forms a decorative layer that is a layer of the decorative ink;
A transparent ink head that discharges ink droplets of a transparent ink that is a transparent color ink, and forms a transparent layer that is a layer of the transparent ink; and
A main scanning operation for ejecting ink droplets while moving relative to the modeled object being modeled in a preset main scanning direction is performed for the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink. A main scanning drive unit for the head to perform,
The reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head are subjected to a sub-scanning operation that moves relative to the modeled object being modeled in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. A sub-scanning drive unit
At least the decorative ink head and the transparent ink head are arranged with their positions in the sub-scanning direction shifted from each other,
The reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head are formed from the surface layer side of the modeled object by forming the transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer. The three-dimensional object modeling apparatus, wherein the decorative layer, the transparent layer, and the light reflecting layer are formed in this order toward the inside.
前記反射インク用ヘッドは、前記加飾インク用ヘッドおよび前記透明インク用ヘッドのそれぞれと、前記副走査方向における位置をずらして配設されることを特徴とする請求項1に記載の立体物造形装置。   2. The three-dimensional object modeling according to claim 1, wherein the reflective ink head is disposed with a position in the sub-scanning direction shifted from each of the decorative ink head and the transparent ink head. apparatus. 前記透明インク用ヘッドは、前記光反射層と前記加飾層との間に、第1の前記透明層を形成し、且つ、前記加飾層の前記表層側に、第2の前記透明層を更に形成することを特徴とする請求項1または2に記載の立体物造形装置。   The head for transparent ink forms the first transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, and the second transparent layer on the surface layer side of the decorative layer. It forms further, The solid thing shaping apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記加飾インクのみでは前記加飾層のインク充填密度が所定のインク充填密度を満たさない箇所に対し、前記透明インク用ヘッドは、前記透明インクにより、前記加飾層のインク充填密度を補填することを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の立体物造形装置。   The transparent ink head compensates the ink filling density of the decorative layer with the transparent ink for the portion where the ink filling density of the decorative layer does not satisfy a predetermined ink filling density with the decorative ink alone. The three-dimensional object modeling apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記立体物造形装置は、複数の層を積層することで前記造形物を造形し、
前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドは、前記複数の層のうちの二つ以上の層について、それぞれの前記層の端部側から中心側に向けて、前記加飾層の一部分と、前記透明層の一部分と、前記光反射層の一部分とを、この順で形成することを特徴とする請求項1から4までの何れか1項に記載の立体物造形装置。
The three-dimensional object modeling apparatus models the modeled object by laminating a plurality of layers,
The reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head, the two or more layers of the plurality of layers, from the end side to the center side of each of the layers, The three-dimensional object according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the decorative layer, a part of the transparent layer, and a part of the light reflecting layer are formed in this order. Modeling equipment.
前記透明インク用ヘッドは、前記光反射層と前記加飾層との間に、第1の前記透明層を形成し、且つ、前記加飾層の前記表層側に、第2の前記透明層を更に形成し、
前記二つ以上の層の各層は、前記加飾層の一部分を、前記第1の透明層の一部分と、前記第2の透明層の一部分との間に有していることを特徴とする請求項5に記載の立体物造形装置。
The head for transparent ink forms the first transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer, and the second transparent layer on the surface layer side of the decorative layer. Further forming,
Each of the two or more layers has a part of the decorative layer between a part of the first transparent layer and a part of the second transparent layer. Item 6. A three-dimensional object forming apparatus according to Item 5.
前記第1の透明層の一部分と前記第2の透明層の一部分との間に前記加飾層の一部分を有している前記層同士が積層している領域を有しており、
前記領域では、或る前記層に含まれる前記加飾層の一部分と、前記或る層の上または下に積層されている層に含まれる前記加飾層の一部分とが重畳していない部分は、或る前記層に含まれる前記加飾層の一部分と、前記或る層の上または下に積層されている層に含まれる前記第1の透明層の一部分または前記第2の透明層の一部分とが重畳していることを特徴とする請求項6に記載の立体物造形装置。
Having a region in which the layers having a part of the decorative layer are laminated between a part of the first transparent layer and a part of the second transparent layer;
In the region, a portion in which a part of the decorative layer included in a certain layer and a part of the decorative layer included in a layer laminated on or under the certain layer are not overlapped. A part of the decorative layer included in the layer and a part of the first transparent layer or a part of the second transparent layer included in a layer laminated on or under the certain layer. The three-dimensional object shaping apparatus according to claim 6, wherein and are superimposed.
前記立体物造形装置は、造形中の前記造形物の最上面を平坦化する平坦化手段を更に備え、
前記透明インク用ヘッドは、前記加飾層における前記加飾インクの上に前記透明インクのインク滴を吐出し、
前記平坦化手段は、少なくとも、前記加飾インクの上に形成された前記透明インクの層を平坦化することを特徴とする請求項1から7までの何れか1項に記載の立体物造形装置。
The three-dimensional object forming apparatus further includes a flattening means for flattening the uppermost surface of the formed object being formed,
The transparent ink head ejects ink droplets of the transparent ink on the decorative ink in the decorative layer,
The three-dimensional object shaping apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the flattening means flattens at least the layer of the transparent ink formed on the decorative ink. .
前記造形物の表層と垂直な方向において、前記光反射層と前記加飾層との間に形成される前記透明層の幅は、150μm以下であることを特徴とする請求項1から8までの何れか1項に記載の立体物造形装置。   9. The width of the transparent layer formed between the light reflecting layer and the decorative layer in a direction perpendicular to the surface layer of the modeled object is 150 μm or less. The three-dimensional object modeling apparatus of any one of Claims 1. 立体的な造形物を造形する立体物造形方法であって、
光反射性を有する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、前記光反射性を有するインクの層である光反射層を形成する反射インク用ヘッドと、
前記造形物に対する加飾用のインクである加飾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、前記加飾インクの層である加飾層を形成する加飾インク用ヘッドと、
透明色のインクである透明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、前記透明インクの層である透明層を形成する透明インク用ヘッドと
を用い、
前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドに、
予め設定された主走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動しつつインク滴を吐出する主走査動作と、
前記主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動する副走査動作と
を行わせ、
少なくとも、前記加飾インク用ヘッドと、前記透明インク用ヘッドとは、前記副走査方向における位置を互いにずらして配設されており、
前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、および前記透明インク用ヘッドを用いて、前記光反射層と前記加飾層との間に前記透明層を形成することにより、前記造形物の表層側から内側に向かって、前記加飾層と、前記透明層と、前記光反射層とを、この順で形成することを特徴とする立体物造形方法。
A three-dimensional object forming method for forming a three-dimensional object,
An ink-jet head that ejects ink droplets of light-reflective ink, and a reflective-ink head that forms a light-reflective layer that is a layer of the light-reflective ink;
A head for decorative ink that is an inkjet head that ejects ink droplets of decorative ink that is a decorative ink for the modeled object, and that forms a decorative layer that is a layer of the decorative ink;
An inkjet head that ejects ink droplets of a transparent ink that is a transparent color ink, and a head for transparent ink that forms a transparent layer that is a layer of the transparent ink, and
In the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head,
A main scanning operation for ejecting ink droplets while moving relative to the modeled object being modeled in a preset main scanning direction;
A sub-scanning operation of moving relative to the modeled object in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
At least the decorative ink head and the transparent ink head are arranged with their positions in the sub-scanning direction shifted from each other,
By forming the transparent layer between the light reflecting layer and the decorative layer using the reflective ink head, the decorative ink head, and the transparent ink head, the surface layer of the shaped article A three-dimensional object formation method, wherein the decorative layer, the transparent layer, and the light reflecting layer are formed in this order from the side toward the inside.
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