JP2017071211A - 造形装置及び造形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体物の造形時において、高い品質での造形をより適切に行う。
【解決手段】立体物５０を造形する造形装置１０であって、複数のスライスデータを記憶するデータ記憶部１６と、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、造形台１４と、第１方向走査の一例である主走査動作を吐出ヘッドに行わせる第１方向走査駆動部である主走査駆動部１８と、吐出ヘッドと造形台１４との間の距離であるヘッド台間距離を変化させる積材料方向駆動部２２とを備え、それぞれのスライスデータに基づき、主走査駆動部１８は、造形中の立体物５０の同じ位置に対し、複数回の主走査動作を吐出ヘッドに行わせ、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して複数回の主走査動作を行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、積材料方向駆動部２２は、造形台１４及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、造形装置及び造形方法に関する。

従来、インクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタが広く用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。また、近年、立体物（造形物）を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）の構成として、インクジェットヘッドを用いて行う方法（インクジェット造形法）が検討されている。この場合、例えば、インクジェットヘッドにより形成するインクの層を複数層重ねることにより、積層造形法で立体物を造形する。

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積層造形法で立体物を造形する場合、例えば、立体物の断面形状を示すスライスデータを用い、スライスデータに対応するインクの層を形成する。また、それぞれ異なる位置の断面に対応する複数のスライスデータを用い、それぞれのスライスデータに対応するインクの層を順次重ねて形成することにより、インクの層を積層する。また、この場合、造形の動作時において、例えば、造形中の立体物を支持する造形台とインクジェットヘッドとの間の距離について、一のインクの層を形成する毎に、１層のインクの層の厚さ分だけ大きくする。

しかし、このような方法でインクの層を積層する場合、インクの層を重ねる構成上、例えば大きさの異なるインクの層が重なる部分における層毎の境界位置等に、インクの層の厚さ分の段差が生じることになる。また、その結果、例えば、立体物における曲面状の部分等に周期的な等高線状の模様（縞模様）が現れる場合がある。

そのため、従来の方法で立体物を造形する場合、インクの層を積層することの影響により、造形の品質が低下する場合があった。そのため、従来、より適切な方法で立体物の造形を行える構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる造形装置及び造形方法を提供することを目的とする。

上記の課題に対し、本願の発明者は、鋭意研究を行い、インクの層毎の単位で造形を行う従来の構成とは異なる構成で立体物を造形することを考えた。また、より具体的に、一のインクの層が完成する毎に造形台とインクジェットヘッドとの間の距離を変化させるのではなく、一のスライスデータに対応する造形の動作の途中においても造形台とインクジェットヘッドとの間の距離を変化させることで、立体物の表面に生じる等高線状の模様等の影響等を適切に抑え得ることを見出した。すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）立体物を造形する造形装置であって、造形すべき立体物の断面形状を示すデータであるスライスデータを記憶するデータ記憶部と、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、造形中の立体物を支持する台状部材であり、吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と、造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を吐出ヘッドに行わせる第１方向走査駆動部と、吐出ヘッドにより吐出される造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、吐出ヘッドと造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させる積材料方向駆動部とを備え、データ記憶部は、積材料方向における互いに異なる位置での断面形状をそれぞれ示す複数のスライスデータを記憶し、それぞれのスライスデータに基づき、第１方向走査駆動部は、造形中の立体物の同じ位置に対し、複数回の第１方向走査を吐出ヘッドに行わせ、一のスライスデータに基づいて複数回の第１方向走査を同じ位置に対して行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、積材料方向駆動部は、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。

このように構成した場合、一のスライスデータに基づいて行う造形の動作において、各位置に対して複数回の第１方向走査を行い、かつ、その途中においてヘッド台間距離を変化させる積材料方向への走査を行うことになる。そのため、例えば一のインクの層が完成する毎に造形台とインクジェットヘッドとの間の距離を変化させる従来の構成とは異なる方法で、立体物を造形することになる。

また、この場合、例えば、一のスライスデータに対応する造形の動作の途中においても造形台とインクジェットヘッドとの間の距離を変化させることにより、上記のような従来の構成で造形を行う場合と異なり、一のスライスデータに基づいて造形する部分の中に、従来の構成において生じる段差等よりも高低差が小さな細かい凹凸が形成されることになる。また、この場合、従来の構成におけるインクの層の段差のようにインクの層を単位に連続する段差ではなく、より細かい凹凸が不連続に形成されることになる。そして、このような細かい凹凸は、従来の構成における段差と比べてはるかに目立たないため、立体物の視認結果等への影響が小さくなる。

そのため、このように構成した場合、例えば、インクの層を単位に積材料方向への走査を行う従来の構成とは異なる発想で造形を行うことにより、従来のインクの層の厚さに対応する周期的な等高線状の模様等の発生を適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、従来のような大きな段差が形成されることを適切に防ぎ、高い品質での造形をより適切に行うことができる。

尚、複数回の第１方向走査を行う間の少なくともいずれかのタイミングとは、例えば、一のスライスデータに基づいて行う複数回の第１方向走査うちの最初の第１方向走査の開始後、最後の第１方向走査の完了までの間のいずれかのタイミングのことである。より具体的に、このタイミングは、例えば、連続して行う２回の第１方向走査の合間のタイミングであってよい。また、このタイミングは、例えば、第１方向走査を行っている間のタイミングであってもよい。

また、この構成において、ヘッド台間距離を変化させるとは、例えば、実質的なヘッド台間距離を変化させることであってよい。この場合、実質的なヘッド台間距離とは、例えば、造形材料の平坦化を行う高さに対応する距離であってよい。また、一部の第１方向走査時にのみ造形材料の平坦化を行う場合において、実質的なヘッド台間距離とは、平坦化を行わない第１方向走査時に平坦化手段と立体物とを離すための距離（平坦化の逃げの距離）を除いた距離であってもよい。

また、例えば第１の方向における一方の向きの第１方向走査時にのみ造形材料の平坦化を行う場合等において、第１方向走査駆動部は、造形中の立体物の同じ位置に対し、一のスライスデータに基づき、第１の方向における移動の向きが一方の向きになる複数回の第１方向走査を吐出ヘッドに行わせることが好ましい。この場合、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して一方の向きの複数回の第１方向走査を行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、積材料方向駆動部は、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させてよい。

また、この構成において、立体物の同じ位置に対して複数回の第１方向走査を吐出ヘッドに行わせるとは、例えば、同じ位置の上を複数回吐出ヘッドが通過するように、複数回の第１方向走査を吐出ヘッドに行わせることである。そのため、ボクセル（立体画素）の単位で見た場合、各回の第１方向走査において、吐出ヘッドは、異なるボクセルの位置へ造形材料を吐出してもよい。

また、この構成において、積材料方向は、例えば、第１の方向と直交する方向である。また、吐出ヘッドにより吐出される造形材料が重ねて積まれる方向とは、例えば、異なるスライスデータに基づいて吐出される造形材料が重ねて積まれる方向のことである。また、積材料方向は、吐出ヘッドによる造形材料の吐出方向と平行な方向であってよい。

また、吐出ヘッドは、例えばインクジェット方式で造形材料を吐出するインクジェットヘッドであってよい。この場合、吐出ヘッドは、例えば、第１の方向と非平行なノズル列方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有してよい。

また、この構成において、スライスデータは、積材料方向における各位置での断面形状を示すことで立体物の三次元情報を示すデータであってよい。また、それぞれのスライスデータは、立体物の各断面の位置においてボクセル（立体画素）を形成すべき位置を指定するデータであってよい。

また、造形装置は、例えば、第１の方向と直交する第２の方向へ造形台に対して相対的に吐出ヘッドを移動させる第２方向走査駆動部等を更に備えてよい。この場合、造形装置は、例えば、第２の方向へ吐出ヘッドを相対移動させる第２方向走査を第１方向走査の合間に行うことにより、吐出ヘッドにより造形材料を吐出する領域を変更する。また、途中に積材料方向への走査を行いつつ第１方向走査及び第２方向走査を繰り返して行うことにより、それぞれのスライスデータに対応する造形の動作を行う。また、複数のスライスデータのそれぞれに対してこのような動作を行うことにより、複数のスライスデータを用いて立体物の造形を行う。

（構成２）積材料方向駆動部は、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の第１方向走査における少なくともいずれかの２回の第１方向走査の間に、２回のうちの先の回の第１方向走査の実行時におけるヘッド台間距離よりも後の回の第１方向走査の実行時におけるヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。このように構成すれば、例えば、一のスライスデータに基づいて複数回の第１方向走査を同じ位置に対して行う間において、ヘッド台間距離を適切に変化させることができる。

尚、この構成において、２回の第１方向走査の間にヘッド台間距離を変化させるとは、例えば、２回のうちの先の回の第１方向走査が行われた後、後の回の第１方向走査を行う前にヘッド台間距離を変化させることであってよい。また、積材料方向駆動部は、例えば、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の第１方向走査のうち、少なくとも２回以上の第１方向走査について、それぞれの第１方向走査が行われた後にヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。このように構成すれば、例えば、上記のような細かい凹凸をより適切に形成することができる。また、例えば第１の方向における一方の向きの第１方向走査時にのみ造形材料の平坦化を行う場合等において、この２回の第１方向走査は、例えば、第１の方向における移動の向きがこの一方の向きになる第１方向走査であってよい。

（構成３）第１方向走査において吐出ヘッドにより吐出される造形材料を平坦化することで造形材料の高さを予め設定された高さに揃える平坦化手段を更に備え、平坦化手段は、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の第１方向走査における少なくとも一部の第１方向走査において、当該第１方向走査で吐出された造形材料を平坦化する。

このように構成すれば、例えば、造形材料の高さを高い精度で適切に揃えることができる。また、これにより、高い品質での造形をより適切に行うことができる。

尚、この構成において、平坦化手段としては、造形材料の表面と接触することで造形材料を平坦化するローラ等を好適に用いることができる。また、平坦化手段は、例えば、第１方向走査時に吐出ヘッドと共に移動することにより、その回の第１方向走査において吐出された造形材料の高さを均一に平坦化する。

（構成４）第１方向走査駆動部は、一のスライスデータに基づき、同じ位置に対し、予め設定されたＮ回（Ｎは、２以上の整数）の第１方向走査を行わせ、平坦化手段は、Ｎ回のうちのＭ回（Ｍは、２以上、Ｎ以下の整数）の第１方向走査において、当該第１方向走査で吐出された造形材料を平坦化し、積材料方向駆動部は、Ｍ回の第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。

このように構成した場合、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対し行うＮ回の第１方向走査のうち、２以上のＭ回の第１方向走査において平坦化を行うことで、造形材料をより高い精度で適切に平坦化することができる。また、平坦化を行う毎にヘッド台間距離を変化させることにより、異なる回の第１方向走査で平坦化される造形材料の高さを互いに異ならせることができる。また、これにより、上記のような細かい凹凸をより適切に形成できる。

尚、平坦化を行う第１方向走査の回数Ｍは、例えば、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対し行う第１方向走査の回数Ｎよりも小さな数であってよい。より具体的に、例えば、第１方向への往復の第１方向走査を行う場合、往復のうちの一方においてのみ平坦化を行うこと等が考えられる。この場合、Ｍは、Ｎの１／２の数であってよい。また、例えば第１方向への一方の向きでの第１方向走査のみを行う場合や、往復の両方において平坦化を行う場合等には、Ｍは、Ｎと等しい数であってもよい。

（構成５）積材料方向において隣接する２個のスライスデータが示す断面形状の積材料方向における間隔を隣接断面間隔と定義した場合、一のスライスデータに基づくＭ回の第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、積材料方向駆動部は、隣接断面間隔をＭで除した距離だけ、ヘッド台間距離を変化させる。

このように構成した場合、第１方向走査において平坦化を行う毎にヘッド台間距離を変化させることにより、細かい凹凸をより適切に形成できる。また、この場合、一定の間隔で平坦化を行う構成になるため、例えば、立体物の表面をより滑らかに適切に形成することができる。

尚、この構成において、隣接断面間隔は、例えば、全ての隣接するスライスデータ間で同じ一定の間隔であってよい。この場合、隣接断面間隔をＭで除した距離とは、例えば、この一定の間隔をＭで除した距離である。また、隣接断面間隔について、スライスデータ毎に異ならせること等も考えられる。この場合、隣接断面間隔をＭで除した距離とは、例えば、造形中の部分に対応するスライスデータと、その次に使用されるスライスデータとの間の隣接断面間隔をＭで除した距離であってよい。また、隣接断面間隔をＭで除した距離だけヘッド台間距離を変化させるとは、例えば、隣接断面間隔をＭで除した距離と実質的に等しい距離だけヘッド台間距離を変化させることであってよい。

（構成６）積材料方向駆動部は、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、実質的に同一な所定の距離だけヘッド台間距離が大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。

このように構成した場合、例えば、全ての第１方向走査の後に同じ距離だけ積材料方向への走査を行う構成になる。そのため、このように構成すれば、例えば、一のスライスデータによる造形の動作中に細かい凹凸をより適切に形成できる。

（構成７）積材料方向駆動部は、第１方向走査が行われている間に、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。このように構成すれば、例えば、一のスライスデータに基づいて複数回の第１方向走査を同じ位置に対して行う間において、ヘッド台間距離を適切に変化させることができる。

（構成８）第１方向走査が行われている間、積材料方向駆動部は、ヘッド台間距離が徐々に大きくなるように、ヘッド台間距離を連続的に変化させる。このように構成すれば、例えば、第１方向走査が行われている間にヘッド台間距離をより安定かつ適切に変化させることができる。

（構成９）第１方向走査において第１方向走査駆動部が吐出ヘッドを移動させる距離である走査幅は、造形しようとする立体物の幅に合わせて設定され、積材料方向駆動部は、ヘッド台間距離を変化させる速度について、第１方向走査が行われている間にヘッド台間距離が変化し続けるように、走査幅に応じて設定する。

このように構成した場合、造形しようとする立体物の幅に合わせて走査幅を設定することにより、例えば、第１方向走査をより効率的に行うことができる。また、ヘッド台間距離を変化させる速度を走査幅に応じて設定し、第１方向走査が行われている間にヘッド台間距離が変化し続けるようにすることで、第１方向走査中において、ヘッド台間距離をより安定かつ均一に変化させることができる。また、これにより、例えば、立体物の幅に合わせて走査幅を設定する場合において、ヘッド台間距離をより適切に変化させることができる。

（構成１０）連続して行われる２回の第１方向走査の合間において、積材料方向駆動部は、ヘッド台間距離を変化させない。このように構成した場合、例えば、第１方向走査の合間にヘッド台間距離を変化させるための時間を確保することが不要になる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形の動作をより効率的に行うことができる。

（構成１１）造形材料は紫外線硬化型インクであり、吐出ヘッドは、インクジェット方式でインク滴を吐出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、立体物の造形をより適切に行うことができる。

（構成１２）造形材料として、立体物の表面を着色する着色用の材料を少なくとも用い、着色用の材料を吐出する吐出ヘッドを少なくとも備える。このように構成すれば、例えば、着色された立体物を適切に造形することができる。

また、立体物の表面を着色する場合、等高線状の模様が生じると、例えば無着色の立体物と比べ、視認結果への影響が大きくなる。これに対し、このように構成した場合、段差の大きな等高線状の模様が形成されることがないため、立体物の表面を着色する場合においても、視認結果への影響をより適切に抑えることができる。また、これにより、着色された立体物を高い精度でより適切に造形することができる。

（構成１３）立体物を造形する造形方法であって、造形すべき立体物の断面形状を示すデータであるスライスデータをデータ記憶部に記憶し、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、造形中の立体物を支持する台状部材であり、吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台とを用い、造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を吐出ヘッドに行わせ、吐出ヘッドにより吐出される造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、吐出ヘッドと造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させ、データ記憶部に、積材料方向における互いに異なる位置での断面形状をそれぞれ示す複数のスライスデータを記憶させ、それぞれのスライスデータに基づき、造形中の立体物の同じ位置に対し、複数回の第１方向走査を吐出ヘッドに行わせ、一のスライスデータに基づいて複数回の第１方向走査を同じ位置に対して行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。このように構成すれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。

（構成１４）立体物を造形する造形装置であって、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、造形中の立体物を支持する台状部材であり、吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と、造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を吐出ヘッドに行わせる第１方向走査駆動部と、吐出ヘッドにより吐出される造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、吐出ヘッドと造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させる積材料方向駆動部とを備え、積材料方向駆動部は、第１方向走査が行われている間に、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。

このように構成すれば、例えば、第１方向走査で造形材料を吐出するのと同時にヘッド台間距離を大きくすることができる。また、これにより、例えば、造形の動作の進行に合わせて、ヘッド台間距離を適切に調整することができる。

（構成１５）立体物を造形する造形方法であって、造形材料を吐出する吐出ヘッドと、造形中の立体物を支持する台状部材であり、吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台とを用い、造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を吐出ヘッドに行わせ、吐出ヘッドにより吐出される造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、吐出ヘッドと造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させ、かつ、第１方向走査が行われている間に、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台及び吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させる。このように構成すれば、例えば、構成１４と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、立体物の造形時において、高い品質での造形をより適切に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る造形装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、ヘッド部１２のより詳細な構成の一例を示す。 従来の構成で行っていた造形の動作の一例を示す図である。図２（ａ）は、層単位で行う造形の動作の一例を示す図である。図２（ｂ）は、従来の構成で層単位で造形を行った場合に生じる問題点を説明する図である。 従来の構成で層単位で造形を行った立体物の構成の一例を示す断面図である。 本例の造形装置１０を用いて行う造形の動作について説明をする図である。図４（ａ）は、本例において行う造形の動作の一例を示す図である。図４（ｂ）は、造形の動作の変形例を示す図である。 造形中の立体物５０の断面の様子の一例を示す図である。図５（ａ）は、主走査方向（Ｙ方向）と垂直な平面による立体物５０の断面の様子の一例を示す断面図である。図５（ｂ）は、積材料方向（Ｚ方向）と垂直な平面による立体物の断面の様子の一例を示す断面図である。 ２次元マスク順次パス方式について説明をする図である。図６（ａ）は、２次元マスク順次パス方式で用いるマスクの一例を示す図である。図６（ｂ）は、造形の途中における立体物５０の被造形面の様子の一例を示す。 ヘッド台間距離の変化のさせ方について説明をする図である。図７（ａ）は、ヘッド台間距離を一定に保った状態で主走査動作を行う場合について、ヘッド台間距離の変化のさせ方の一例を示す。図７（ｂ）は、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行う場合について、ヘッド台間距離の変化のさせ方の一例を示す。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る造形装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、造形装置１０の要部の構成の一例を示す。本例において、造形装置１０は、造形すべき立体物（造形物）５０の断面形状を示すデータであるスライスデータを用いて立体物５０を造形する造形装置である。この場合、立体物５０とは、例えば、三次元構造物のことである。

尚、以下に説明をする点を除き、造形装置１０は、公知の造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。また、造形装置１０は、例えば、公知のインクジェットプリンタの構成の一部を変更した装置であってよい。例えば、造形装置１０は、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いる二次元画像印刷用のインクジェットプリンタの一部を変更した装置であってよい。また、造形装置１０は、図示した構成以外にも、例えば、立体物５０の造形や着色等に必要な各種構成を更に備えてよい。

また、本例において、造形装置１０は、例えば、造形部５２及びサポート部５４を有する立体物５０を造形する。この場合、造形部５２は、造形の完成後に残される立体物５０の本体部分である。また、サポート部５４は、造形中に造形部５２を支えるために造形部５２の周囲に形成されるサポート層の部分である。この場合、サポート層とは、例えば、造形中の造形部５２の外周を囲むことで造形部５２を支持する積層構造物であり、造形完了後に、例えば水により溶解除去される。

本例において、造形装置１０は、ヘッド部１２、造形台１４、データ記憶部１６、主走査駆動部１８、副走査駆動部２０、積材料方向駆動部２２、操作部２４、及び制御部２６を備える。ヘッド部１２は、立体物５０の材料（造形材料）となる液滴（インク滴）を吐出する部分であり、所定の条件に応じて硬化するインクのインク滴を吐出し、硬化させることにより、立体物５０を構成する各部を形成する。

また、本例において、ヘッド部１２は、複数のインクジェットヘッドを有する。また、造形材料であるインクとして、例えば、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクを用いる。この場合、インクとは、例えば、インクジェットヘッドから吐出する液体のことである。また、インクジェットヘッドとは、例えば、インクジェット方式で液滴を吐出する吐出ヘッドのことである。ヘッド部１２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。

造形台１４は、造形中の立体物５０を支持する台状部材であり、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドと対向する位置に配設され、造形中の立体物５０を上面に載置する。本例において、造形台１４は、少なくとも上面が積材料方向（図中のＺ方向）へ移動可能な構成を有しており、積材料方向駆動部２２に駆動されることにより、立体物５０の造形の進行に合わせて、上面を移動させる。また、これにより、本例の造形装置１０においては、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドと造形台１４との間の距離であるヘッド台間距離を適宜変化させる。

尚、本例において、積材料方向とは、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドにより吐出されるインクが重ねて積まれる方向である。この場合、インクジェットヘッドにより吐出されるインクが重ねて積まれる方向とは、例えば、異なるスライスデータに基づいて吐出されるインクが重ねて積まれる方向のことであってよい。また、より具体的に、本例において、積材料方向は、以下において説明をする主走査方向（Ｙ方向）及び副走査方向（Ｘ方向）と直交する方向である。また、積材料方向は、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドによるインクの吐出方向と平行な方向であってよい。

また、ヘッド台間距離とは、より具体的に、例えば、インクジェットヘッドにおいてノズルが形成されているノズル面と、造形台１４の上面との間の距離であってよい。また、立体物５０の上面とは、例えば、ヘッド部１２により次のインクの層が形成される面（被造形面）のことである。

データ記憶部１６は、スライスデータを記憶する記憶部である。また、本例において、スライスデータは、積材料方向と直交する平面による立体物５０の断面形状を示す。この場合、積材料方向と直交する平面による立体物５０の断面形状とは、例えば、造形時と同じように立体物５０を造形台１４上に設置した状態で積材料方向と直交する平面による立体物５０の断面形状のことである。また、データ記憶部１６は、積材料方向における互いに異なる位置での断面形状をそれぞれ示す複数のスライスデータを記憶する。この場合、それぞれのスライスデータは、例えば、積材料方向における各位置での断面形状を示すことで立体物５０の三次元情報を示す。

尚、複数のスライスデータのそれぞれは、例えば、積材料方向における間隔が一定になる位置での各断面の形状を示す。また、スライスデータとしては、例えば、公知の造形装置で用いるスライスデータと同一又は同様のデータを用いることができる。また、それぞれのスライスデータは、例えば、立体物の各断面の位置について、ボクセルを形成すべき位置を指定する。この場合、ボクセルとは、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴により形成される立体画素のことである。また、本例においては、スライスデータを用いて行う動作の少なくとも一部を従来の構成と異ならせて、立体物５０の造形を行う。本例において行う造形の動作については、後に更に詳しく説明をする。

主走査駆動部１８は、ヘッド部１２に主走査動作（Ｙ走査）を行わせる駆動部である。この場合、ヘッド部１２に主走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２が有するインクジェットヘッドに主走査動作を行わせることである。また、主走査動作とは、例えば、予め設定された主走査方向（図中のＹ方向）へ移動しつつインク滴を吐出する動作である。

また、本例において、主走査駆動部１８は、例えば、ヘッド部１２を保持するキャリッジをガイドレールに沿って移動させることにより、ヘッド部１２に主走査動作を行わせる。この場合、キャリッジとは、例えば、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッド等を造形台１４と対向させて保持する保持部である。また、造形台１４と対向させてインクジェットヘッドを保持するとは、例えば、インク滴の吐出方向が造形台１４へ向かう方向になるように、インクジェットヘッドを保持することである。また、ガイドレールとは、例えば、キャリッジの移動をガイドするレール状部材であり、主走査動作時において、制御部２６の指示に応じて、キャリッジを移動させる。

尚、本例において、主走査方向は、第１の方向の一例である。また、主走査駆動部１８は、第１方向走査駆動部の一例である。主走査動作は、第１方向走査の一例である。また、主走査動作におけるヘッド部１２の移動は、立体物５０を支持する造形台１４に対する相対的な移動であってよい。そのため、造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、ヘッド部１２の位置を固定して、例えば造形台１４の側を移動させてもよい。

副走査駆動部２０は、ヘッド部１２に副走査動作（Ｘ走査）を行わせる駆動部である。この場合、ヘッド部１２に副走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２が有するインクジェットヘッドに副走査動作を行わせることである。副走査動作とは、例えば、主走査方向と直交する副走査方向（図中のＸ方向）へ造形台１４に対して相対的に移動する動作である。副走査動作は、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台１４に対して相対的に移動する動作であってよい。また、本例において、副走査駆動部２０は、主走査動作の合間に、ヘッド部１２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。

また、より具体的に、副走査駆動部２０は、例えば、副走査方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、造形台１４を移動させることにより、インクジェットヘッドに副走査動作を行わせる。また、副走査駆動部２０は、副走査方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２を移動させることにより、インクジェットヘッドに副走査動作を行わせてもよい。

尚、本例において、副走査方向は、第２の方向の一例である。また、副走査駆動部２０は、第２方向走査駆動部の一例である。副走査動作は、第２方向走査の一例である。

積材料方向駆動部２２は、積材料方向（Ｚ方向）へヘッド部１２又は造形台１４の少なくとも一方を移動させる駆動部である。この場合、積材料方向へヘッド部１２を移動させるとは、例えば、ヘッド部１２における少なくともインクジェットヘッドを積材料方向へ移動させることである。また、積材料方向へ造形台１４を移動させるとは、例えば、造形台１４における少なくとも上面の位置を移動させることである。また、積材料方向駆動部２２は、積材料方向へヘッド部１２又は造形台１４の少なくとも一方を移動させることにより、Ｚ方向への走査（Ｚ走査）をインクジェットヘッドに行わせ、ヘッド台間距離を変化させる。

より具体的に、図示した構成において、積材料方向駆動部２２は、例えば、積材料方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、造形台１４を移動させる。また、積材料方向駆動部２２は、積材料方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２を移動させてもよい。

操作部２４は、造形装置１０への操作を受け付けるための構成である。操作部２４は、例えば、造形装置１０の動作モードの切換え等の様々な指示をユーザから受け付ける。また、操作部２４は、例えば造形装置１０の本体部の外部に配設されたＰＣ等であってもよい。

制御部２６は、例えば造形装置１０のＣＰＵであり、造形装置１０の各部を制御することにより、立体物５０の造形の動作を制御する。制御部２６は、例えば造形すべき立体物５０の形状情報や、カラー画像情報等に基づき、造形装置１０の各部を制御することが好ましい。

以上の構成により、本例の造形装置１０は、主走査動作により、造形中の立体物５０の上面（被造形面）へ、造形材料等を吐出する。また、主走査動作の合間に副走査動作を行うことで、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドにより造形材料等を吐出する領域を順次変更する。また、この場合、途中に積材料方向への走査を行いつつ主走査動作及び副走査動作を繰り返して行うことにより、それぞれのスライスデータに対応する造形の動作を行う。また、複数のスライスデータのそれぞれに対してこのような動作を行うことにより、複数のスライスデータを用いて立体物５０の造形を行う。そのため、本例によれば、立体物５０を適切に造形できる。それぞれのスライスデータを用いて行う造形の動作については、後に更に詳しく説明をする。

続いて、ヘッド部１２のより具体的な構成について、説明をする。図１（ｂ）は、ヘッド部１２のより詳細な構成の一例を示す。本例において、ヘッド部１２は、複数の着色用ヘッド１０２ｙ、１０２ｍ、１０２ｃ、１０２ｋ（以下、着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋと記載する）、クリアインク用ヘッド１０４、白インク用ヘッド１０６、造形材用ヘッド１０８、サポート材用ヘッド１１０、複数の紫外線光源１１２、及び平坦化ローラユニット１１４を有する。

着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋ、クリアインク用ヘッド１０４、白インク用ヘッド１０６、造形材用ヘッド１０８、及びサポート材用ヘッド１１０は、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。また、本例において、これらのインクジェットヘッドは、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、副走査方向（Ｘ方向）における位置を揃えて、主走査方向（Ｙ方向）へ並んで配設される。

また、これらのインクジェットヘッドとしては、例えば、公知のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。また、これらのインクジェットヘッドは、造形台１４と対向する面に、複数のノズルが副走査方向へ並ぶノズル列２０２を有する。これにより、各インクジェットヘッドのノズルは、造形台１４へ向かう方向へインク滴を吐出する。また、複数のノズルが並ぶノズル列方向は、主走査方向と直交する方向になる。また、インクジェットヘッドの構成の変形例においては、主走査方向とノズル列方向とが直交以外の角度で交差する構成を用いること等も考えられる。また、これらのインクジェットヘッドの並び方については、図示した構成に限らず、様々に変更してもよい。例えば、一部のインクジェットヘッドについて、他のインクジェットヘッドと副走査方向における位置をずらして配設してもよい。また、本例において、ヘッド部１２の各インクジェットヘッドで用いるインクは、造形材料の一例である。

着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋは、互いに異なる色の着色用のインクのインク滴をそれぞれ吐出するインクジェットヘッドである。この場合、着色用のインクとは、例えば、立体物の表面等を着色するためのインクである。また、本例において、着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。また、ヘッド部１２に変形例において、ヘッド部１２は、着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋに加え、例えば、各色の淡色や、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）やオレンジ等の色用のインクジェットヘッド等を更に有してもよい。

クリアインク用ヘッド１０４は、クリアインクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。この場合、クリアインクとは、透明色（Ｔ）であるクリア色のインクである。白インク用ヘッド１０６は、白色（Ｗ）の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。

造形材用ヘッド１０８は、立体物５０の内部等の造形に用い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、例えば、立体物５０において着色がされない領域の造形に用いるインクのインク滴を吐出する。この場合、立体物５０の内部とは、例えば、立体物５０における造形部５２の内部であってよい。また、本例において、造形材用ヘッド１０８は、所定の色の造形用インク（モデル材ＭＯ）のインク滴を吐出する。造形用インクは、例えば造形専用のインクであってよい。また、本例において、造形用インクは、ＣＭＹＫインクの各色とは異なる色のインクである。造形用インクとしては、例えば、白色のインク又はクリアインク等を用いることも考えられる。

サポート材用ヘッド１１０は、立体物５０におけるサポート部５４を構成するサポート層の材料を含むインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。本例において、サポート層の材料としては、立体物５０の造形後に水で溶解可能な水溶性の材料を用いることが好ましい。また、この場合、造形後に除去されるものであるため、立体物５０における造形部５２を構成する材料よりも紫外線による硬化度が弱く、分解しやすいい材料を用いることが好ましい。また、サポート層の材料としては、例えば、サポート層用の公知の材料を好適に用いることができる。

複数の紫外線光源１１２は、インクを硬化させる硬化手段の一例であり、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を発生する。紫外線光源１１２としては、例えば、ＵＶＬＥＤ（紫外ＬＥＤ）等を好適に用いることができる。また、紫外線光源１１２として、メタルハライドランプや水銀ランプ等を用いることも考えられる。

また、本例において、複数の紫外線光源１１２のそれぞれは、ヘッド部１２における複数のインクジェットヘッドの並びに対し、主走査方向の一端側及び他端側のそれぞれと、複数のインクジェットヘッドの並びの途中の位置とにそれぞれ配設される。また、これにより、ヘッド部１２におけるそれぞれのインクジェットヘッドは、主走査方向において複数の紫外線光源１１２に挟まれる。この場合、例えば、主走査動作時に各インクジェットヘッドの後方側になる紫外線光源１１２により、各インクジェットヘッドから吐出したインクを硬化させる。このように構成すれば、例えば、造形材料として用いるインクを適切に硬化させることができる。

尚、複数の紫外線光源１１２については、着色用ヘッド群である着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋと、造形材用ヘッド１０８との間に少なくとも１つを配置し、造形装置１０の動作モード（例えば、着色あり／なし）に対応して駆動することが好ましい。また、本例のように、紫外線硬化型（又は光硬化型）のサポート材を使用する場合には、複数の紫外線光源１１２（例えば、図中に符号ＵＶＬＥＤ２及びＵＶＬＥＤ３を付した紫外線光源１１２）の間にサポート材用ヘッド１１０を配設することが好ましい。

より具体的に、例えば、着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋを用いた着色を行わず、造形のみを行う場合、造形材用ヘッド１０８と、図中に符号ＵＶＬＥＤ２、ＵＶＬＥＤ３を付して示した紫外線光源１１２を用いて、立体物５０の造形を行うことが考えられる。また、必要に応じて白インク用ヘッド１０６により、立体物５０の表面を白色にしてもよい。この場合、白インクは、その後にＹＭＣＫの各色等のプロセスカラーで減法混色による着色を行う場合に背景として機能する。また、オーバーハング形状の造形を行う場合には、同時に、サポート材用ヘッド１１０によりサポート材を吐出する。

また、例えば造形と同時に着色する場合、ヘッド部１２における全てのインクジェットヘッドと、３つのＵＶＬＥＤとを用いて、着色しながら造形を行うことが考えられる。また、その他の動作モードとして、例えば、ＵＶＬＥＤ２、ＵＶＬＥＤ３、及び白インク用ヘッド１０６の組み合わせで白色の立体物を造形する第３のモード、ＵＶＬＥＤ１、ＵＶＬＥＤ２、及びクリアインク用ヘッド１０４で造形を行う第４のモード、ＵＶＬＥＤ１、ＵＶＬＥＤ２、及びクリアインク用ヘッド１０４で造形を行い、着色用ヘッド１０２ｙ〜ｋと組み合わせて任意の色の造形を行う第５のモード等も考えられる。

平坦化ローラユニット１１４は、立体物５０の造形中にヘッド部１２におけるインクジェットヘッドにより吐出されるインクを平坦化するための構成である。本例において、平坦化ローラユニット１１４は、ヘッド部１２における複数のインクジェットヘッドの並びと、図中において右側の端部に配設される紫外線光源１１２との間に配設される。これにより、平坦化ローラユニット１１４は、インクジェットヘッドの並びに対し、副走査方向の位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。

また、本例において、平坦化ローラユニット１１４は、主走査動作においてインクジェットヘッドにより吐出されるインクを平坦化する平坦化手段の一例であり、例えば主走査動作時において、その回の主走査動作で吐出されたインクの表面と接触することでインクを平坦化する。また、これにより、平坦化ローラユニット１１４は、インクの高さを予め設定された高さに揃える。また、本例において、平坦化ローラユニット１１４は、少なくとも一部の主走査動作においてヘッド部１２のインクジェットヘッドと共に移動することにより、その回の主走査動作において吐出されたインクの高さを均一に平坦化する。

尚、より具体的に、図示した場合において、平坦化ローラユニット１１４は、例えば、平坦化ローラ、ブレード、及びインク回収部を有する。平坦化ローラは、平坦化ローラユニット１１４においてインクの平坦化を実行する部分であり、例えば、硬化前のインクの一部を除去することにより、インクを平坦化する。また、平坦化ローラは、下端がヘッド部１２の構成要素の中で最も下側に来るように配設されており、平坦化の動作中において、図中の時計方向に回転する。また、ブレードは、平坦化ローラが掻き取ったインクを平坦化ローラから引き剥がすブレード部材である。インク回収部は、ブレードが平坦化ローラから引き剥がしたインクを回収する回収部である。

また、本例において、平坦化ローラユニット１１４は、例えば図１（ｂ）に図示したように、インクジェットヘッドの並びに対し、主走査方向における一方側に配設されている。また、このような構成に対応して、本例において、主走査駆動部１８は、少なくとも、インクジェットの並びよりも平坦化ローラユニット１１４が後方側になる向き（主走査方向における一方の向き）での主走査動作をヘッド部１２に行わせる。また、平坦化ローラユニット１１４は、この向きでの主走査動作中に、インクを平坦化する。

また、主走査駆動部１８は、双方向の主走査動作をヘッド部１２に行わせてもよい。この場合、主走査駆動部１８は、インクジェットの並びよりも平坦化ローラユニット１１４が後方側になる一方の向きでの主走査動作に加え、インクジェットの並びよりも平坦化ローラユニット１１４が前方側になる他方の向き（主走査方向における他方の向き）での主走査動作をヘッド部１２に行わせる。また、この場合、他方の向きでの主走査動作時において、積材料方向駆動部２２は、平坦化ローラユニット１１４がインクの層と接触しないように、一方の向きでの主走査動作時よりもヘッド台間距離を大きく設定する。また、これにより、平坦化ローラユニット１１４は、一方及び他方の向きの主走査動作のうち、一方の向きの主走査動作時にのみ、インクを平坦化する。また、平坦化ローラユニット１１４により行う平坦化の動作については、それぞれのスライスデータに対して行う造形の動作に関連して、後に更に詳しく説明をする。

続いて、本例において行う造形の動作については、更に詳しく説明をする。先ず、説明の便宜上、従来の構成で行っていた造形の動作について、説明をする。図２及び図３は、従来の構成で行っていた造形の動作について説明をする図である。図２は、従来の構成で行っていた造形の動作の一例を示す。

従来の構成においても、立体物の造形は、例えば複数のスライスデータを用いて行っていた。また、この場合、それぞれのスライスデータに対応するインクの層を形成し、インクの層を積層することにより、立体物の造形を行う。すなわち、従来の構成で行う立体物の造形の動作については、一のスライスデータに基づいて一のインクの層を形成するような、層単位で行う造形の動作を考えることができる。

図２（ａ）は、層単位で行う造形の動作の一例を示す図であり、図の横方向は左から右への時間軸、縦方向は積材料方向（Ｚ方向）である。図は双方向の主走査動作をヘッド部１２に行わせ、かつ、一方の向きでの主走査動作時にのみ平坦化を行う場合について、ｎ番目及びｎ＋１番目のインクの層を形成する動作の例を示す。この場合、ｎ番目（ｎは、１以上の整数）及びｎ＋１番目のインクの層とは、造形台上に重ねて形成されるインクの層のうち、下からｎ番目及びｎ＋１番目のインクの層である。また、この場合、それぞれのインクの層は、一のスライスデータを用いて形成される。

また、より具体的に、図示した場合においては、立体物の各位置に対し、一のスライスデータに基づき、往路（Ｙ往路）の主走査動作を２回、復路（Ｙ復路）の主走査動作を２回行い、合計で４回の主走査動作を行う。また、この場合、往復の主走査動作のうち、往路の主走査動作時には平坦化を行わず、復路の主走査動作時にのみ平坦化を行う。

そのため、往路の主走査動作時には、平坦化ローラユニットの平坦化ローラがインクの層と接触しないように、例えば造形台を下げて、ヘッド台間距離を広げる。この場合、ヘッド台間距離について、図中に平坦化の逃げの距離として示されているように、平坦化を行う復路の主走査動作時よりも１００μｍ程度大きくなるように広げることが考えられる。

また、復路の主走査動作時には、ヘッド台間距離について、平坦化ローラユニットの平坦化ローラがインクの層と接触する距離に設定する。また、これにより、復路の主走査動作時において、インクの層を平坦化する。

また、この場合、図からわかるように、一のスライスデータに対応して行う複数回（２回）の往路の主走査動作時について、ヘッド台間距離を同じに設定する。また、一のスライスデータに対応して行う複数回（２回）の復路の主走査動作時について、ヘッド台間距離を同じに設定する。このように構成すれば、例えば、同じスライスデータに基づく主走査動作において平坦化を行う場合において、平坦化を行う高さを一致させることができる。また、これにより、層単位での造形を適切に行うことができる。

また、この場合、一のスライスデータに対応する複数回の主走査動作を行った後には、一のインクの層の厚さ分だけヘッド台間距離を広げる。例えば、図示した場合においては、一のインクの層を形成する毎に、１層のインクの層の厚さである３２μｍだけ造形台を下げ、ヘッド台間距離を広げる。

尚、図２（ａ）に示した場合、ｎ番目のインクの層の形成（第ｎ層造形）後、ｎ＋１番目のインクの層の形成（第ｎ＋１層造形）の開始前のタイミングにおいて、ヘッド台間距離は、平坦化の逃げの距離を含めて変化させている。しかし、この場合も、例えば平坦化を行う復路の主走査動作を比べれば明らかなように、第ｎ層造形時と、第ｎ＋１層造形時とでは、１層のインクの層の厚さ分だけヘッド台間距離を変化させているといえる。

また、以上のようにして各スライスデータに対応するインクの層を形成することにより、複数のインクの層を重ねて形成することができる。また、これにより、従来の構成においても、立体物を造形することができる。しかし、このようにして造形を行う場合、インクの層を重ねるという構成に起因する問題が生じる場合がある。

図２（ｂ）は、従来の構成で層単位で造形を行った場合に生じる問題点を説明する図である。上記においても説明をしたように、従来の構成で層単位で造形を行う場合、一のインクの層を形成する毎に、ヘッド台間距離を一のインクの層の厚さ分だけ変化させることになる。

しかし、立体物の造形時には、造形する立体物の形状に応じて、大きさの異なるインクの層を重ねる場合もある。そして、このような場合、形成されている領域が異なるインクの層が重なる部分において、インクの層の厚さ分の段差が生じることになる。

より具体的には、例えば、図２（ｂ）に示すように、卵型の立体物等を造形する場合、このような段差の影響により、主走査方向（Ｙ方向）、副走査方向（Ｘ方向）、積材料方向（Ｚ方向）のそれぞれに同心円の等高線状の模様が目立つ場合がある。その結果、造形される立体物の品質が低下する。また、このような段差の影響は、表面が着色された立体物を造形する場合に特に顕著になる。

図３は、従来の構成で層単位で造形を行った立体物の構成の一例を示す断面図であり、着色用のインク（カラーインク）で表面を着色した立体物の構成の一例を示す。この場合、図中に示すように、例えば、立体物における造形部について、造形用インクであるモデル材で内部を形成し、その周囲に着色を行う。また、着色を適切に行うため、より具体的に、モデル材で形成された領域の周囲に、白色のインクの領域、カラーインクの領域、及びクリアインクの領域を外側に向かってこの順番で形成する。また、この場合、カラーインクの領域については、着色用の有色のインクに加え、クリアインクを更に用いて形成することが好ましい。

このように構成すれば、例えば、反射層として機能する白色のインクの領域の外側にカラーインクの領域を形成することで、様々な色を適切に表現することができる。また、着色用の有色のインクに加えてクリアインクを用いてカラーインクの領域を形成することにより、単位体積あたりのインクの量を一定に調整することができる。また、その外側にクリアインクの領域を形成することにより、例えば、造形部の表面を適切に保護できる。

しかし、この場合、図２（ｂ）に関連しても説明をしたように、立体物における造形部の表面において、インクの層の厚さ分の段差が生じることになる。より具体的に、例えば、図２（ａ）を用いて説明をした場合のように、１層のインクの層の厚さを３２μｍとする場合、図３に示すように、高さが３２μになる段差が生じることになる。また、その結果、造形部の表面（例えば、図中に符号Ａ、Ｂを付して示した領域等の段差ピッチが視認できるほどに大きい箇所）において、等高線状の模様が目立つことになる。

そして、このような段差が生じると、立体物の視認結果に影響が生じ、立体物の品質が低下するおそれがある。特に、立体物の表面（造形部の表面）を着色する場合、このような等高線状の模様が生じると、例えば無着色の立体物と比べ、視認結果への影響が大きくなる。また、その結果、造形される立体物の品質の低下が顕著になる。

これに対し、本例においては、従来のように層単位での造形を行うのではなく、いわば、主走査動作単位（パス単位）での造形を行うことにより、このような問題の発生を適切に抑えている。そこで、以下、本例において行う造形の動作について、説明をする。

図４は、図１等を用いて説明をした本例の造形装置１０を用いて行う造形の動作について説明をする図である。図４（ａ）は、本例において行う造形の動作の一例を示す図であり、一方の向きでの主走査動作（単方向のＹ走査）のみを行う場合の動作について、各スライスデータに基づいて行う主走査動作及び平坦化の動作等の一例を示す。

図示した場合において、第ｎスライス造形とは、下からｎ番目のスライスデータに基づいて行う造形の動作のことである。第（ｎ＋１）スライス造形とは、下からｎ＋１番目のスライスデータに基づいて行う造形の動作のことである。また、造形装置１０は、一のスライスデータに基づき、立体物の被造形面の各位置に対し、４回の主走査動作（４回のパス）を行う。また、一のスライスデータに対応して行う４回の主走査動作により、立体物の被造形面に、３２μｍの厚さ分のインクを積み上げる。また、この場合、より具体的には、厚さ４０μｍ分のインクを吐出して、平坦化により一部のインクを除去することにより、平坦化後の厚さを３２μｍに調整する。この場合、厚さ４０μｍ分のインクを吐出するとは、例えば、途中に平坦化を行わずに４回の主走査動作を行った場合に厚さが４０μｍになる量のインクを吐出することである。また、図中においては、図示の便宜上、第ｎスライス造形において最初に行う主走査動作を１パス目（１パス吐出）として、その後に行う主走査動作を順番に２〜８パス目（２パス吐出〜８パス吐出）として図示をしている。

また、この場合、より具体的には、主走査方向においてヘッド部１２（図１参照）を往復させつつ、復路方向への移動時（Ｙ復路）にのみインク滴を吐出して、主走査動作を行う。また、往路方向への移動時（Ｙ往路）には、インク滴を吐出せずに、ヘッド部１２の移動のみを行う。また、往路方向への移動時には、ヘッド部１２と立体物との無用な接触を避けるために、図中に平坦化の逃げと示したように、ヘッド台間距離を一時的に広げる。この場合、直前に行った主走査動作時と比べ、例えば１００μｍ程度以上ヘッド台間距離を広げることが好ましい。

また、造形の動作の進行に応じてヘッド台間距離を徐々に広げる積材料方向（Ｚ方向）への送り動作については、従来の構成のように層単位で行うのではなく、一のスライスデータに対応して行う複数の主走査動作のそれぞれを行う毎（パス毎）に行う。例えば、図示した場合のように、積材料方向への送り動作の送り量を一定（等間隔）にする場合には、各回の主走査動作を行う毎に、（３２／４）＝８μｍだけヘッド台間距離を大きくする。このヘッド台間距離の変化量は、一のスライスデータに対応して行う複数回の主走査動作により積み上げるインクの厚さを、主走査動作の回数で除した距離である。また、この場合、複数回の主走査動作により積み上げるインクの厚さとは、平坦化を行った後の厚さである。

このように、本例において、積材料方向駆動部２２（図１参照）は、例えば、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の主走査動作のそれぞれが行われる毎に、一定の所定の距離だけヘッド台間距離が大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。また、この場合、一定の所定の距離とは、例えば、実質的に同一な距離であってもよい。距離が実質的に等しいとは、例えば、設計上の距離が等しいことであってよい。また、距離が実質的に等しいとは、例えば、微調整や動作の最適化等の目的で距離をわずかに異ならせた場合も含んでよい。この場合、距離が実質的に等しいとは、例えば、差が１０％以内になること等と考えてもよい。

また、この構成において、一のスライスデータに対応して形成するインクの厚さである３２μｍは、造形に用いる複数のスライスデータにおけるスライスデータ間の間隔に相当する距離である。この場合、スライスデータ間の間隔とは、例えば、積材料方向において隣接する２個のスライスデータが示す断面形状の積材料方向における間隔（隣接断面間隔）である。

また、図４（ａ）に示した場合においては、復路方向へのヘッド部１２の移動時において、主走査動作と同時に、平坦化ローラユニット１１４（図１参照）による平坦化の動作を行う。そのため、この場合、各回の主走査動作において、その回の主走査動作において吐出されたインクを平坦化する。

このように構成すれば、例えば、各回の主走査動作で吐出するインクの高さを高い精度で適切に揃えることができる。また、これにより、高い品質での造形をより適切に行うことができる。また、この場合、従来のように層単位での造形を行う場合とは異なる方法で積材料方向への送り動作を行うことにより、造形される立体物の表面の状態を従来と異ならせることができる。本例において造形される立体物の状態については、後に更に詳しく説明をする。

また、本例の造形装置１０において行う動作について、より一般化して考えた場合、必ずしも全ての回の主走査動作で平坦化を行わなくてもよい。この場合、平坦化ローラユニット１１４は、例えば、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の主走査動作における少なくとも一部の主走査動作において、その主走査動作で吐出されたインクを平坦化する。この場合、その主走査動作で吐出されたインクを平坦化するとは、例えば、その回の主走査動作で吐出されたインクを含めて、前回の平坦化後に吐出されたインクを平坦化することであってよい。また、このような動作については、例えば、主走査駆動部１８（図１参照）により、一のスライスデータに基づき、同じ位置に対し、予め設定されたＮ回（Ｎは、２以上の整数）の主走査動作を行わせ、かつ、平坦化ローラユニット１１４により、Ｎ回のうちのＭ回（Ｍは、２以上、Ｎ以下の整数）の主走査動作において、その主走査動作で吐出されたインクを平坦化する動作と考えることができる。

また、一部の回の主走査動作においてのみ平坦化を行う場合、積材料方向への送り動作での送り量については、平坦化を行う主走査動作の回数に応じて設定することが好ましい。例えば、上記のように、一のスライスデータに対応するＮ回の主走査動作のうちのＭ回の主走査動作においてのみ平坦化を行う場合、積材料方向駆動部２２は、例えば、Ｍ回の主走査動作のそれぞれが行われる毎に、ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。また、この場合、より具体的に、一のスライスデータに基づくＭ回の主走査動作のそれぞれが行われる毎に、積材料方向駆動部２２は、例えば、隣接断面間隔をＭで除した距離だけ、ヘッド台間距離を変化させる。

尚、一部の回の主走査動作においてのみ平坦化を行う場合、平坦化を行う主走査動作の回数Ｍは、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対し行う主走査動作の回数Ｎよりも小さな数になる。より具体的に、例えば、主走査方向への往復の主走査動作を行う場合、往復のうちの一方においてのみ平坦化を行うこと等が考えられる。この場合、Ｍについて、例えばＮの１／２の数にすること等が考えられる。また、例えば図４（ａ）に示した場合のように単方向の主走査動作を行う場合や、追加の平坦化ローラユニット１１４を図１のＵＶＬＥＤ１と着色用ヘッド１１２ｙとの間に逆回転するように配置して往復の両方において平坦化を行う場合等には、Ｍは、Ｎと等しい数であってもよい。

また、隣接断面間隔は、例えば、全ての隣接するスライスデータ間で同じ一定の間隔であってよい。この場合、隣接断面間隔をＭで除した距離とは、例えば、この一定の間隔をＭで除した距離である。また、隣接断面間隔について、スライスデータ毎に異ならせること等も考えられる。この場合、隣接断面間隔をＭで除した距離とは、例えば、造形中の部分に対応するスライスデータと、その次に使用されるスライスデータとの間の隣接断面間隔をＭで除した距離であってよい。また、隣接断面間隔をＭで除した距離だけヘッド台間距離を変化させるとは、例えば、隣接断面間隔をＭで除した距離と実質的に等しい距離だけヘッド台間距離を変化させることであってよい。

図４（ｂ）は、造形の動作の変形例を示す図であり、一部の回の主走査動作においてのみ平坦化を行う場合について、各スライスデータに基づいて行う主走査動作及び平坦化の動作等の一例を示す。尚、以下に説明をする点を除き、図４（ｂ）に示した動作は、図４（ａ）に示した動作と同一又は同様である。

図４（ｂ）に示した動作においては、主走査方向における往復の主走査動作（双方向のＹ走査）を行い、かつ、復路方向への主走査動作時にのみ、平坦化を行う。また、この場合、より具体的に、一のスライスデータに基づき、立体物の被造形面の各位置に対し、４回の主走査動作（４回のパス）を行い、かつ、各位置に対する２回目及び４回目の主走査動作と同時に、平坦化を行う。図４（ｂ）に示した場合において、各位置に対する２回目及び４回目の主走査動作とは、第ｎスライスデータ造形時の２パス目及び４パス目や、第ｎ＋１スライスデータ造形時の６パス目及び８パス目のことである。

また、この場合も、図４（ａ）に示した場合と同様に、一のスライスデータに基づき、４回の主走査動作で厚さ４０μｍ分のインクを吐出して、平坦化により一部のインクを除去することにより、平坦化後の厚さを３２μｍに調整する。また、この場合、往復のうちの復路方向への主走査動作にのみ平坦化を行うため、２回の主走査動作を行う毎に、１６μｍ分だけヘッド台間距離を大きくして、平坦化を行う。そのため、図４（ｂ）に示した場合においては、１パス目と２パス目、５パス目と６パス目に対応するインク高さが３２μｍで一定となり、３パス目と４パス目、７パス目と８パス目に対応するインク高さが１６μｍで一定となる動作と考えることもできる。

このように構成した場合も、例えば、平坦化を行う各回の主走査動作で吐出するインクの高さを高い精度で適切に揃えることができる。また、これにより、高い品質での造形をより適切に行うことができる。また、この場合も、従来のように層単位での造形を行う場合とは異なる方法で積材料方向への送り動作を行うことにより、造形される立体物の表面の状態を従来と異ならせることができる。

ここで、図４（ａ）、（ｂ）においては、造形中の立体物におけるいずれかの位置に着目して、その位置に対して行う主走査動作及び平坦化の動作等の様子を簡略化して示している。この場合、立体物におけるいずれかの位置に着目して動作を示すとは、例えば、主走査方向及び副走査方向の位置をいずれかの位置に固定して、主走査動作や平坦化の動作等の動作を示すことである。また、その位置に対して行う主走査動作とは、インクジェットヘッドにおけるノズル列がその位置の上を通過する主走査動作のことである。

また、図中にＸ走査として示したように、主走査動作の合間には、副走査動作を適宜行う。また、立体物の各位置に対する造形の仕方によっては、例えば、図中に示した主走査動作の合間に、他の領域に対する主走査動作を更に行ってもよい。

また、造形装置１０において行う造形の動作については、図４（ａ）、（ｂ）に示した場合に限らず、更なる変形例を考えることもできる。例えば、一のスライスデータに対応して行う主走査動作の回数は、４回の限らず、他の回数であってもよい。

また、造形装置１０の構成の更なる変形例においては、例えば、平坦化を行わない主走査動作を行った後にも、平坦化を行った主走査動作の後と同じ距離だけヘッド台間距離を広げてもよい。この場合、例えば、各回の主走査動作を行う毎に、隣接断面間隔をＮで除した距離だけヘッド台間距離を変化させることが考えられる。また、この場合、平坦化を行わない主走査動作を行う場合にも、平坦化の逃げの動作等は行わないことが考えられる。

また、造形装置１０において行う造形の動作について、より一般化して考えた場合、一のスライスデータに対応して行う複数回の主走査動作のうち、少なくとも連続する２つの主走査動作（パス）の間に積材料方向への送り動作（Ｚ走査）を行う構成と考えることもできる。この場合、それぞれのスライスデータに基づき、主走査駆動部１８は、例えば、造形中の立体物の同じ位置に対し、複数回の主走査動作をインクジェットヘッドに行わせる。また、積材料方向駆動部２２は、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の主走査動作における少なくともいずれかの２回の主走査動作の間に、２回のうちの先の回の主走査動作の実行時におけるヘッド台間距離よりも後の回の主走査動作の実行時におけるヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。

また、この場合、上記の２回の主走査動作は、例えば、平坦化を行う主走査動作である。また、積材料方向駆動部２２は、例えば、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して行う複数回の主走査動作のうち、少なくとも２回以上の主走査動作について、それぞれの主走査動作が行われた後に、ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させることが好ましい。また、例えば一方の向きの主走査動作時にのみ平坦化を行う場合、この２回の主走査動作は、例えば、この一方の向きの主走査動作であってよい。

続いて、本例において造形される立体物５０の状態について、更に詳しく説明をする。図５及び図６は、本例において造形される立体物５０の状態の一例を示す。図５は、造形中の立体物５０の断面の様子の一例を示す。尚、図示した場合において、立体物５０の断面とは、立体物５０における造形部５２の断面である。また、立体物５０における造形部５２の下には、サポート材による土台の形成をしている。

図５（ａ）は、主走査方向（Ｙ方向）と垂直な平面による立体物５０の断面の様子の一例を示す断面図である。上記においても説明をしたように、本例においては、複数のスライスデータを用いて、立体物の造形を行う。また、一のスライスデータに基づき、同じ位置に対し、複数回の主走査動作を行う。この場合、各回の主走査動作では、そのスライスデータにより指定されるボクセルのうち、一部のボクセルを形成する。スライスデータにより指定されるボクセルとは、そのスライスデータによって形成すべき位置が指定されているボクセルのことである。また、この場合、一のスライスデータに対応する複数回の主走査動作のそれぞれにおいて、互いに異なる位置にボクセルを形成する。

また、例えば図４（ａ）を用いて説明をしたように各回の主走査動作を行った場合、図４（ａ）において１パス吐出〜８パス吐出として示した各回の主走査動作で形成されるボクセルは、図５（ａ）において１Ｐａｓｓ〜８Ｐａｓｓ等と示したボクセルのように並ぶ。また、以降に更に行う主走査動作で形成されるボクセルは、９Ｐａｓｓ〜１６Ｐａｓｓ等と示したボクセルのように並ぶ。

また、図５（ａ）においては、ヘッド部１２（図１参照）の各インクジェットヘッドにおけるノズル列のノズルピッチを１／１５０インチとし、副走査方向における造形の解像度を１／６００インチとしている。また、平坦化ローラユニット１１４（図１参照）による平坦化時のインクの掻き取り量を２０％としている。そして、同じスライスデータに基づいて形成するボクセルについて、同じハッチングを付して示している。

また、本例においては、例えば図４（ａ）を用いて説明をしたように、主走査動作において平坦化を行う毎にヘッド台間距離を変化させる。そして、この場合、一のスライスデータに対応する造形の動作の途中においてもヘッド台間距離を変化させることにより、従来のように層単位での造形を行う場合と異なり、一のスライスデータに基づいて造形する部分の中に、従来の構成において生じる段差等よりも高低差が小さな細かい凹凸が形成されることになる。また、この場合、より具体的に、従来の構成におけるインクの層の段差のようにインクの層を単位に連続する単純な段差ではなく、例えば図５（ａ）に示すように、主走査動作毎（パス毎）の平坦化の位置に応じて、同じスライスデータに基づいて形成されるボクセル間で高さが互いに異なるような、より細かい凹凸が不連続に形成されることになる。そして、このような細かい凹凸は、従来の構成における段差と比べてはるかに目立たず、立体物５０の視認結果等への影響が小さくなる。

そのため、本例によれば、例えば、インクの層を単位に積材料方向への走査を行う従来の構成とは異なる発想で造形を行うことにより、従来のインクの層の厚さに対応する周期的な等高線状の模様等の発生を適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、従来のような大きな段差が形成されることを適切に防ぎ、立体物５０の表面をより滑らかに適切に形成することができる。また、この場合、立体物５０の表面を着色する場合等においても、視認結果への影響をより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、着色された立体物５０を造形する場合にも、立体物５０を高い精度でより適切に造形することができる。また、これにより、高い品質での造形をより適切に行うことができる。

ここで、図示した場合においては、一のスライスデータに対応する各回の主走査動作（パス）に対応するボクセルの並び方は、例えば、９〜１２パス目に着目した場合、副走査方向へ、９パス目、１１パス目、１２パス目、１０パス目となる順番の配置になっている。しかし、このような並び方に限らず、その他の並べ方にしてもよい。例えば、これらの主走査動作で形成されるボクセルについて、９パス目、１２パス目、１０パス目、１１パス目となる順番の配置等にすること等も考えられる。この場合、例えば凹凸の空間周波数が２倍になるため、表面のざらつきは目立ちやすくなるが、等高線については、より目立たなくなると考えられる。

また、本例においては、一にスライスデータに対応する複数回の主走査動作において、例えば従来のマルチパス方式と同一又は同様の方法で選択されたボクセルの位置へインク滴を吐出する。この場合、ボクセルの位置とは、主走査方向及び副走査方向における位置である。また、これにより、例えば、複数回の主走査動作により、一のスライスデータにより位置が指定される全てのボクセルを形成する。また、この場合、例えば、各回の主走査動作で形成すべきボクセルの具体的な設定については、様々な方法で設定することが考えられる。

より具体的には、例えば、複数回の主走査動作により、ライン順次方式でボクセルを形成すること等が考えられる。この場合、ライン順次方式でボクセルを形成するとは、例えば、各回の主走査動作において、インクジェットヘッドの各ノズルにより、造形の解像度に応じた間隔で主走査方向へ並ぶ複数のボクセルを形成することである。また、造形の解像度に応じた間隔で主走査方向へ並ぶ複数のボクセルを形成するとは、例えば、各ノズルにより、図中に１ボクセルラインと示したような主走査方向へ延伸する直線（ライン）を描くようにボクセルを形成することである。また、ライン順次方式でボクセルを形成する場合、例えば、各回の主走査動作を行う毎に、副走査方向におけるインク滴の吐出位置を順次変更する。

図５（ｂ）は、積材料方向（Ｚ方向）と垂直な平面による立体物の断面の様子の一例を示す断面図であり、ライン順次方式でボクセルを形成した場合について、図５（ａ）に示したＡＡ断面の様子の一例を示す。図中に示すように、この場合、各断面の様子は、各回の主走査動作で形成された直線が並ぶような状態になる。

また、この場合、立体物５０の最上面においては、高さが異なる直線が副走査方向へ並ぶような状態になる。より具体的に、図示した場合においては、一のスライスデータに基づいて行う４回の主走査動作に対応して、副走査方向において４パス分の範囲に各パスに対応する細かい凹凸が形成され、かつ４パス分の周期で高さの変化が繰り返されることになる。このように構成すれば、例えば、従来のインクの層の厚さに対応する周期的な等高線状の模様等の発生を適切に防ぐことができる。

尚、図５（ａ）、（ｂ）に図示した様子や、上記の説明から明らかなように、本例の方法で造形を行った場合、各スライスデータに対応して一のインクの層を形成する方法ではないため、各スライスデータに対応するインクの層単位での段差は生じない。また、その結果、造形後の立体物５０において、使用するスライスデータが異なる境界部等に明確な模様等が発生することもない。そのため、このような点でも、本例の方法で造形を行った立体物５０について、各スライスデータに対応するインクの層単位で造形を行う従来の方法で造形を行った立体物と明確に異なるといえる。

また、各回の主走査動作で形成すべきボクセルの設定については、ライン順次方式以外の方法を用いてもよい。より具体的には、例えば、２次元マスク順次パス方式等を用いること等も考えられる。この場合、２次元マスク順次パス方式とは、例えば、２次元のマトリクス状のマスクにより各回の主走査動作で形成すべきボクセルを指定する方法である。

図６は、２次元マスク順次パス方式について説明をする図である。図６（ａ）は、２次元マスク順次パス方式で用いるマスクの一例を示す図であり、一のスライスデータに対して４回の主走査動作を行う場合（４パスの場合）のマスクの一例を示す。図６（ｂ）は、造形の途中における立体物５０の被造形面の様子の一例を示す。

２次元マスク順次パス方式で造形を行う場合、各回の主走査動作において、各ノズルにより、直線ではなく、ボクセル単位で、各位置へのインク滴を吐出する。そのため、被造形面の様子は、図６（ｂ）に示すように、ボクセル単位での凹凸状になる。

このように構成した場合も、例えば、立体物５０の表面に細かい凹凸を適切に形成できる。また、この場合、立体物５０の最上面の様子も、図６（ｂ）に示した場合と同様になる。そのため、この場合も、例えば、従来のインクの層の厚さに対応する周期的な等高線状の模様等の発生を適切に防ぐことができる。また、この場合、凹凸を構成する単位がより小さくなるため、例えばライン順次方式と比べても、より等高線を目立たなくすることができる。

また、この場合も、各スライスデータに対応して一のインクの層を形成する方法ではないため、造形後の立体物５０において、使用するスライスデータが異なる境界部等に明確な模様等が発生することもない。そのため、この場合も、造形される立体物５０について、各スライスデータに対応するインクの層単位で造形を行う従来の方法で造形を行った立体物と明確に異なるといえる。

以上のように、本例によれば、例えば、等高線状の縞の発生により立体物の品質が低下すること等を適切に防ぐことができる。また、これにより、高い品質の立体物を適切に造形することができる。

続いて、本例の構成について、補足説明等を行う。本例においては、平坦化を行う主走査動作を行う毎に積材料方向への走査を行うことによる付加的な効果として、より安定な造形を行うこと等も可能になる。より具体的に、この場合、平坦化を行う毎にヘッド台間距離を広げることにより、その後の主走査動作時において、平坦化ローラユニット１１４の平坦化ローラと造形中の立体物５０との無用な接触を避けることもできる。また、これにより、例えば、硬化したインクと平坦化ローラとが接触して硬化済みのインクを不必要に削り取ること等を適切に防ぐことができる。

また、上記においては、主に、積材料方向（Ｚ方向）において生じる段差に起因する等高線状の模様等を防ぐ効果について、説明をした。しかし、本例のように細かい凹凸を形成した場合、例えば、主走査方向又は副走査方向の段差により立体物５０の側面に生じる等高線状の模様等についても、適切に抑えることができる。また、側面の模様をより適切に抑えるためには、主走査方向や副走査方向についても、積材料方向と同様の細かい凹凸を形成することがより好ましい。

また、図１に関連して上記にいても説明をしたように、本例においては、ヘッド部１２における複数の紫外線光源１１２について、造形装置１０の動作モードに対応して駆動することが考えられる。そのため、例えば図４（ａ）、（ｂ）等を用いて説明をした各動作においては、動作に応じてそれぞれの紫外線光源１１２を制御することが好ましい。

より具体的に、図４（ａ）に示した場合においては、例えば、ヘッド部１２における複数の紫外線光源１１２（ＵＶＬＥＤ１〜３、図１参照）を常時点灯させることが考えられる。また、この場合、常時点灯させればよいため、紫外線光源１１２として、ＵＶＬＥＤではなく、メタルハライドランプ等も好適に用いることができる。

また、図４（ｂ）に示した場合においては、例えば、ＵＶＬＥＤ１〜３について、往路の主走査動作時には点等させず、復路の主走査動作時にのみ点等させることが考えられる。このように構成すれば、例えば、往路において吐出したインクと、復路において吐出したインクとについて、同時に適切に硬化させることができる。

また、上記においては、主に、ヘッド台間距離を一定に保った状態で各回の主走査動作を行う構成について、説明をした。この場合、積材料方向駆動部２２は、例えば、主走査動作の合間にヘッド台間距離を変化させる。しかし、造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行うことも考えられる。

図７は、ヘッド台間距離の変化のさせ方について説明をする図である。図７（ａ）は、ヘッド台間距離を一定に保った状態で主走査動作を行う場合について、ヘッド台間距離の変化のさせ方の一例を示す。また、より具体的に、図７（ａ）は、例えば、図４（ａ）に示したように造形の動作を行う場合について、ヘッド台間距離の変化のさせ方の例を示す。

図中において、横方向は、主走査動作中に移動するヘッド部１２（図１参照）の主走査方向における位置（ヘッド位置）を示す。また、縦方向は、積材料方向（Ｚ方向）における造形台１４（図１参照）の位置（造形台位置）を示す。また、この構成において、積材料方向駆動部２２（図１参照）は、造形台１４を移動させることにより、ヘッド台間距離を変化させる。そのため、図中に示した造形台位置の変化は、ヘッド台間距離の変化に相当する。

また、この場合、図４（ａ）等に関連して説明をしたように、主走査方向における往復の主走査動作を行う。また、各回の主走査動作中にはヘッド台間距離を一定にして、主走査動作を行う。そして、主走査動作を行う毎に、主走査動作の合間に、ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、ヘッド台間距離を変化させる。そのため、この場合、図７（ａ）に示すように、往路及び復路の主走査動作中の造形台位置は一定になり、主走査動作の合間に造形台位置が下がることになる。

これに対し、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行う場合、上記とは異なる方法でヘッド台間距離を変化させることになる。図７（ｂ）は、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行う場合について、ヘッド台間距離の変化のさせ方の一例を示す。また、より具体的に、図７（ｂ）は、例えば、図４（ａ）に示したように造形の動作を行う場合に対し、ヘッド台間距離の変化のさせ方の特徴を異ならせた場合の例を示す。そのため、ヘッド台間距離の変化のさせ方に関連する特徴以外の点については、図４（ａ）に示した場合と同一又は同様に造形の動作を行ってよい。

図７（ｂ）に示した動作において、主走査動作が行われている間、積材料方向駆動部２２は、造形台１４を一定の速度で下げる。これにより、積材料方向駆動部２２は、主走査動作が行われている間にヘッド台間距離を変化させる。また、この場合、より具体的に、積材料方向駆動部２２は、ヘッド台間距離が徐々に大きくなるように、ヘッド台間距離を連続的に変化させる。このように構成すれば、例えば、ヘッド台間距離をより安定かつ適切に変化させることができる。

このように構成した場合も、例えば、インクの層毎の単位で造形を行う従来の構成とは異なる構成で立体物を適切に造形できる。また、一のスライスデータに対応する造形の動作の途中においてヘッド台間距離を変化させることで、立体物の表面に生じる等高線状の模様等の影響等を適切に抑えることができる。

また、この場合、例えば図７（ｂ）に示すように、連続して行われる２回の主走査動作の合間において、積材料方向駆動部２２は、造形台１４を移動させず、ヘッド台間距離を一定に保つことが好ましい。このように構成すれば、例えば、主走査動作の合間にヘッド台間距離を変化させるための時間を確保することが不要になる。また、これにより、例えば、造形の動作をより効率的に行うことができる。

また、この場合、ヘッド部１２における平坦化ローラユニット１１４（図１参照）による平坦化の動作について、ヘッド台間距離を変化させつつ行うことになる。また、平坦化の動作に関し、例えば往復の主走査動作の両方において平坦化を行う構成を考えた場合、往路及び復路のそれぞれにおいて、ヘッド部１２が反対の方向へ移動する間に、平坦化を行うことになる。そして、この場合、平坦化後の状態について、往路の主走査動作で平坦化を行った部分と、復路の主走査動作で平坦化を行った部分とが、反対の向きで傾斜した状態になる。また、その結果、例えば平坦化によりある程度の積層縞が発生したとしても、縞の傾斜の仕方がより多様化し、例えばよりランダムな印象を与えることになると考えられる。そのため、このように構成すれば、例えば、積層縞をより目立ちにくくできる。

また、この場合、ヘッド台間距離を徐々に広げながら平坦化を行う構成であるため、平坦化ローラと造形中の立体物５０との無用な干渉（接触）を避けることもできる。また、これにより、例えば、硬化したインクと平坦化ローラとが接触して硬化済みのインクを不必要に削り取ること等を適切に防ぐことができる。

また、平坦化の動作に関し、例えば、往復の主走査動作のうち一方でのみ平坦化を行う構成等を考えた場合も、硬化したインクと平坦化ローラとの干渉を適切に避けることができる。より具体的に、例えば、往復の主走査動作のうちの復路の主走査動作でのみ平坦化を行う場合、往路の主走査動作にて硬化させた部分は、復路での主走査動作時において、平坦化ローラよりも下がった位置に移動している。そのため、このように構成すれば、例えば、既に硬化している部分が平坦化ローラと干渉すること等を適切に避けることができる。

ここで、造形装置１０（図１参照）においては、様々な大きさの立体物を造形することが考えられる。そして、この場合、主走査動作時に主走査駆動部１８（図１参照）がヘッド部１２を移動させる距離である走査幅について、造形しようとする立体物の幅に合わせて設定することも考えられる。この場合、主走査動作時にヘッド部１２を移動させるとは、例えば、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッド等を移動させることである。このように構成すれば、例えば、主走査動作を効率的に行うことができる。

しかし、このような場合、例えば主走査動作中に常に一定の速度で造形台１４を移動させ、主走査動作が行われている全ての期間において造形台１４を移動させると、１回の主走査動作中に造形台１４を移動させる距離が立体物の幅によって変化することになる。一方で、１回の主走査動作に対して造形台１４を移動させる距離は、平坦化ローラユニット１１４により平坦化を行う厚さと関連している。そのため、１回の主走査動作中に造形台１４を移動させる距離が立体物の幅によって変化すると、適切に平坦化を行えないおそれがある。

これに対し、例えば、１回の主走査動作中に造形台１４を移動させる距離について、平坦化を行う厚さに合わせて上限の距離を設定し、造形台１４の移動距離が上限に達した場合には造形台１４の移動を停止すること等も考えられる。このように構成すれば、例えば、立体物の幅に合わせて走査幅を設定する場合にも、適切に平坦化を行うことができる。しかし、この場合、造形台１４の移動中と造形台１４の停止中とで造形の環境に差が生じるおそれがある。また、その結果、造形の品質が低下することも考えられる。

そのため、立体物の幅に合わせて走査幅を設定する場合には、造形台１４の移動速度、すなわち、ヘッド台間距離を変化させる速度についても、走査幅に応じて設定することが好ましい。この場合、積材料方向駆動部２２は、例えば、ヘッド台間距離を変化させる速度について、主走査動作が行われている間にヘッド台間距離が変化し続けるように、走査幅に応じて設定することが好ましい。

このように構成すれば、例えば、主走査動作中において、ヘッド台間距離をより安定かつ均一に変化させることができる。また、これにより、例えば、立体物の幅に合わせて走査幅を設定する場合において、ヘッド台間距離をより適切に変化させることができる。

また、上記において説明をしたような、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行う構成について、より一般化して考えた場合、主走査動作が行われている間にヘッド台間距離が大きくなるように、造形台１４及びヘッド部１２のうちの少なくとも一方を積材料方向駆動部２２により移動させる構成と考えることができる。このように構成すれば、例えば、主走査動作で造形材料を吐出するのと同時にヘッド台間距離を大きくすることができる。また、これにより、例えば、造形の動作の進行に合わせて、効率的かつ適切にヘッド台間距離を調整することができる。

また、インクの層毎の単位で造形を行う従来の構成とは異なる点に着目し、一のスライスデータに対応する造形の動作の途中においてヘッド台間距離を変化させる構成について一般化した場合、例えば、主走査動作を行う毎にヘッド台間距離を変化させる場合と、ヘッド台間距離を変化させながら主走査動作を行う場合とを両方を含むように考えることもできる。この場合、例えば、複数回の主走査動作をヘッド部１２に行わせ、一のスライスデータに基づいて同じ位置に対して複数回の主走査動作を行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、積材料方向駆動部２２により、ヘッド台間距離が大きくなるように、造形台１４及びヘッド部１２のうちの少なくとも一方を移動させる動作と考えることができる。このように構成すれば、例えば、一のスライスデータに基づいて複数回の主走査動作を同じ位置に対して行う間において、ヘッド台間距離を適切に変化させることができる。

本発明は、例えば造形装置に好適に利用できる。

１０・・・造形装置、１２・・・ヘッド部、１４・・・造形台、１６・・・データ記憶部、１８・・・主走査駆動部、２０・・・副走査駆動部、２２・・・積材料方向駆動部、２４・・・操作部、２６・・・制御部、５０・・・立体物、５２・・・造形部、５４・・・サポート部、１０２・・・着色用ヘッド、１０４・・・クリアインク用ヘッド、１０６・・・白インク用ヘッド、１０８・・・造形材用ヘッド、１１０・・・サポート材用ヘッド、１１２・・・紫外線光源、１１４・・・平坦化ローラユニット、２０２・・・ノズル列

Claims (15)

1. 立体物を造形する造形装置であって、
   造形すべき前記立体物の断面形状を示すデータであるスライスデータを記憶するデータ記憶部と、
   造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
   造形中の前記立体物を支持する台状部材であり、前記吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と、
   前記造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ前記造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせる第１方向走査駆動部と、
   前記吐出ヘッドにより吐出される前記造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、前記吐出ヘッドと前記造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させる積材料方向駆動部と
   を備え、
   前記データ記憶部は、前記積材料方向における互いに異なる位置での前記断面形状をそれぞれ示す複数の前記スライスデータを記憶し、
   それぞれの前記スライスデータに基づき、前記第１方向走査駆動部は、造形中の前記立体物の同じ位置に対し、複数回の前記第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせ、
   一の前記スライスデータに基づいて前記複数回の第１方向走査を前記同じ位置に対して行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、前記積材料方向駆動部は、前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることを特徴とする造形装置。
2. 前記積材料方向駆動部は、一の前記スライスデータに基づいて前記同じ位置に対して行う前記複数回の第１方向走査における少なくともいずれかの２回の前記第１方向走査の間に、前記２回のうちの先の回の前記第１方向走査の実行時における前記ヘッド台間距離よりも後の回の前記第１方向走査の実行時における前記ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、前記ヘッド台間距離を変化させることを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
3. 前記第１方向走査において前記吐出ヘッドにより吐出される前記造形材料を平坦化することで前記造形材料の高さを予め設定された高さに揃える平坦化手段を更に備え、
   前記平坦化手段は、一の前記スライスデータに基づいて前記同じ位置に対して行う前記複数回の第１方向走査における少なくとも一部の前記第１方向走査において、当該第１方向走査で吐出された前記造形材料を平坦化することを特徴とする請求項１又は２に記載の造形装置。
4. 前記第１方向走査駆動部は、一の前記スライスデータに基づき、前記同じ位置に対し、予め設定されたＮ回（Ｎは、２以上の整数）の前記第１方向走査を行わせ、
   前記平坦化手段は、前記Ｎ回のうちのＭ回（Ｍは、２以上、Ｎ以下の整数）の前記第１方向走査において、当該第１方向走査で吐出された前記造形材料を平坦化し、
   前記積材料方向駆動部は、前記Ｍ回の前記第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、前記ヘッド台間距離が予め設定された距離だけ大きくなるように、前記ヘッド台間距離を変化させることを特徴とする請求項３に記載の造形装置。
5. 前記積材料方向において隣接する２個の前記スライスデータが示す前記断面形状の前記積材料方向における間隔を隣接断面間隔と定義した場合、
   前記一のスライスデータに基づく前記Ｍ回の前記第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、前記積材料方向駆動部は、前記隣接断面間隔をＭで除した距離だけ、前記ヘッド台間距離を変化させることを特徴とする請求項４に記載の造形装置。
6. 前記積材料方向駆動部は、一の前記スライスデータに基づいて前記同じ位置に対して行う前記複数回の第１方向走査のそれぞれが行われる毎に、実質的に同一な所定の距離だけ前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記ヘッド台間距離を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の造形装置。
7. 前記積材料方向駆動部は、前記第１方向走査が行われている間に、前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
8. 前記第１方向走査が行われている間、前記積材料方向駆動部は、前記ヘッド台間距離が徐々に大きくなるように、前記ヘッド台間距離を連続的に変化させることを特徴とする請求項７に記載の造形装置。
9. 前記第１方向走査において前記第１方向走査駆動部が前記吐出ヘッドを移動させる距離である走査幅は、造形しようとする前記立体物の幅に合わせて設定され、
   前記積材料方向駆動部は、前記ヘッド台間距離を変化させる速度について、前記第１方向走査が行われている間に前記ヘッド台間距離が変化し続けるように、前記走査幅に応じて設定することを特徴とする請求項７又は８に記載の造形装置。
10. 連続して行われる２回の前記第１方向走査の合間において、前記積材料方向駆動部は、前記ヘッド台間距離を変化させないことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の造形装置。
11. 前記造形材料は紫外線硬化型インクであり、
    前記吐出ヘッドは、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の造形装置。
12. 前記造形材料として、前記立体物の表面を着色する着色用の材料を少なくとも用い、
    前記着色用の材料を吐出する前記吐出ヘッドを少なくとも備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の造形装置。
13. 立体物を造形する造形方法であって、
    造形すべき前記立体物の断面形状を示すデータであるスライスデータをデータ記憶部に記憶し、
    造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
    造形中の前記立体物を支持する台状部材であり、前記吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と
    を用い、
    前記造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ前記造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせ、
    前記吐出ヘッドにより吐出される前記造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、前記吐出ヘッドと前記造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させ、
    前記データ記憶部に、前記積材料方向における互いに異なる位置での前記断面形状をそれぞれ示す複数の前記スライスデータを記憶させ、
    それぞれの前記スライスデータに基づき、造形中の前記立体物の同じ位置に対し、複数回の前記第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせ、
    一の前記スライスデータに基づいて前記複数回の第１方向走査を前記同じ位置に対して行う間の少なくともいずれかのタイミングにおいて、前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることを特徴とする造形方法。
14. 立体物を造形する造形装置であって、
    造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
    造形中の前記立体物を支持する台状部材であり、前記吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と、
    前記造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ前記造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせる第１方向走査駆動部と、
    前記吐出ヘッドにより吐出される前記造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、前記吐出ヘッドと前記造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させる積材料方向駆動部と
    を備え、
    前記積材料方向駆動部は、前記第１方向走査が行われている間に、前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることを特徴とする造形装置。
15. 立体物を造形する造形方法であって、
    造形材料を吐出する吐出ヘッドと、
    造形中の前記立体物を支持する台状部材であり、前記吐出ヘッドと対向する位置に配設される造形台と
    を用い、
    前記造形材料を吐出しながら予め設定された第１の方向へ前記造形台に対して相対的に移動する第１方向走査を前記吐出ヘッドに行わせ、
    前記吐出ヘッドにより吐出される前記造形材料が重ねて積まれる方向である積材料方向へ前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることにより、前記吐出ヘッドと前記造形台との間の距離であるヘッド台間距離を変化させ、
    かつ、前記第１方向走査が行われている間に、前記ヘッド台間距離が大きくなるように、前記造形台及び前記吐出ヘッドのうちの少なくとも一方を移動させることを特徴とする造形方法。

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