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。
尚、以下の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。より具体的に、以下の説明をする点を除き、造形装置10は、例えば、造形に用いる材料となる液滴(インク滴)をインクジェットヘッドを用いて吐出することで造形を行う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、図示した構成以外にも、例えば、造形物50の造形や着色等に必要な各種構成を更に備えてよい。
本例において、造形装置10は、インクを吐出することで積層造形法により立体的な造形物50を造形する装置である。この場合、積層造形法とは、例えば、複数の層を重ねて造形物50を造形する方法である。造形物50とは、例えば、立体的な三次元構造物のことである。また、本例において、造形装置10は、ヘッド部12、造形台14、走査駆動部16、インク供給部18、及び制御部20を備える。
ヘッド部12は、造形物50の材料となる液滴を吐出する部分であり、所定の条件に応じて硬化するインク(インク滴)を吐出し、硬化させることにより、造形物50を構成する各層を重ねて形成する。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と、紫外線光源とを有する。また、インクとしては、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される液体のことである。インクジェットヘッドとは、例えば、インクジェット方式で液体(液滴)を吐出する吐出ヘッドのことである。また、ヘッド部12は、造形物50の周囲に、サポート層52を更に形成する。この場合、サポート層52とは、例えば、造形中の造形物50の外周を囲むことで造形物50を支持する積層構造物のことである。また、ヘッド部12のより具体的な構成については、後に詳しく説明をする。
造形台14は、造形中の造形物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、造形中の造形物50を上面に載置する。また、本例において、造形台14は、少なくとも上面が積層方向(図中のZ方向)へ移動可能な構成を有しており、走査駆動部16に駆動されることにより、造形物50の造形の進行に合わせて、少なくとも上面を移動させる。この場合、積層方向とは、例えば、積層造形法において造形の材料が積層される方向のことである。また、より具体的に、本例において、積層方向は、造形装置10において予め設定される主走査方向(図中のY方向)及び副走査方向(図中のX方向)と直交する方向(図中のZ方向)である。
走査駆動部16は、造形物50に対して相対的に移動する走査動作をヘッド部12に行わせる駆動部である。この場合、造形物50に対して相対的に移動するとは、例えば、造形物50が載っている造形台14に対して相対的に移動することにより、造形台14上で造形中の造形物50に対して相対的に移動することである。また、走査動作をヘッド部12に行わせるとは、例えば、ヘッド部12におけるインクジェットヘッドに走査動作を行わせることである。
より具体的に、本例において、走査駆動部16は、走査動作として、主走査動作(Y走査)、副走査動作(X走査)、及び積層方向走査(Z走査)をヘッド部12に行わせる。この場合、主走査動作とは、例えば、造形装置10において予め設定された主走査方向(Y方向)へ移動しつつインクを吐出する動作である。走査駆動部16は、例えば、主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、ヘッド部12に主走査動作を行わせる。また、主走査動作時において、走査駆動部16は、ヘッド部12における紫外線光源の駆動を更に行う。より具体的に、走査駆動部16は、例えば、主走査動作時に紫外線光源を点灯させることにより、造形物50の被造形面に着弾したインクを硬化させる。造形物50の被造形面とは、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のことである。
また、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(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。走査駆動部16は、例えば、主走査動作の合間に、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、ヘッド部12に副走査動作を行わせる。
積層方向走査とは、例えば、積層方向(Z方向)へ造形台14に対して相対的にヘッド部12を移動させる動作である。走査駆動部16は、例えば、積層方向へヘッド部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、ヘッド部12に積層方向走査を行わせる。この場合、積層方向へヘッド部12を移動させるとは、例えば、ヘッド部12におけるインクジェットヘッドを積層方向へ移動させることである。また、積層方向へ造形台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。走査駆動部16は、ヘッド部12に積層方向走査を行わせることにより、ヘッド部12におけるインクジェットヘッドと造形台14との間の距離を変化させる。この距離は、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、より具体的に、走査駆動部16は、例えば、積層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、これにより、走査駆動部16は、例えば、造形途中の造形物50における被造形面と、ヘッド部12との間の距離を調整する。
尚、上記においても説明をしたように、主走査動作、副走査動作、及び積層方向走査において、ヘッド部12の移動は、造形物50に対する相対的な移動であってよい。そのため、主走査動作、副走査動作、及び積層方向走査のそれぞれにおいては、上記において説明をした動作に限らず、ヘッド部12及び造形台14のうちの少なくとも一方を移動させればよい。例えば、ヘッド部12及び造形台14の両方を移動させてもよい。また、主走査動作において、造形台14の側を移動させてもよい。また、副走査動作及び積層方向走査において、ヘッド部12の側を移動させてもよい。
インク供給部18は、ヘッド部12における各インクジェットヘッドへインクを供給するための構成である。本例において、インク供給部18は、ヘッド部12における複数のインクジェットヘッドに対し、複数種類のインクを供給するインク供給ユニットである。この場合、インク供給ユニットとは、例えば、造形装置10の本体部分に取り付けられることでヘッド部12へインクを供給する構成のことである。また、インク供給部18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。
制御部20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、造形物50の造形の動作を制御する。より具体的に、制御部20は、例えば、造形しようとする造形物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。本例によれば、造形物50を適切に造形できる。
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、複数のインクジェットヘッド、複数の紫外線光源104、及び平坦化ローラ106を有する。また、複数のインクジェットヘッドとして、図中に示すように、複数のインクジェットヘッド102s、インクジェットヘッド102w、インクジェットヘッド102y、インクジェットヘッド102m、インクジェットヘッド102c、インクジェットヘッド102k、及びインクジェットヘッド102t(以下、複数のインクジェットヘッド102s〜tと記載する)を有する。
複数のインクジェットヘッド102s〜tは、吐出ヘッドの一例であり、インクジェット方式でインクを吐出する。また、より具体的に、本例において、複数のインクジェットヘッド102s〜tのそれぞれは、紫外線硬化型インクを吐出するインクジェットヘッドである。また、複数のインクジェットヘッド102s〜tは、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並んで配設される。複数のインクジェットヘッド102s〜tのそれぞれとしては、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、複数のインクジェットヘッド102s〜tのそれぞれは、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を有する。また、これにより、複数のインクジェットヘッド102s〜tのそれぞれは、造形台14へ向かう方向へインクを吐出する。
尚、複数のインクジェットヘッド102s〜tの並び方や、ヘッド部12が有するインクジェットヘッドの種類等については、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、ヘッド部12は、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。
複数のインクジェットヘッド102sは、サポート層52の材料となるインク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52は、造形物50の造形時において、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。サポート層52の材料としては、造形物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。この場合、例えば、造形物50を構成する材料よりも紫外線による硬化度が弱く、分解しやすい材料を用いることが好ましい。また、サポート層52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。
尚、周囲にサポート層52を形成して造形物50を形成する場合、他のインクの消費量と比べ、サポート層52の材料となるインクの消費量が特に多くなる場合がある。これに対し、本例によれば、複数のインクジェットヘッド102sを用いることにより、各回の主走査動作において、サポート層52の材料となるインクをより多く適切に吐出できる。また、これにより、例えば、サポート層52の材料となるインクの消費量が多くなる場合にも、造形物50をより適切に造形できる。
インクジェットヘッド102wは、白色(W)のインクを吐出するインクジェットヘッドである。本例において、白色のインクは、例えば、造形物50において光反射性の領域を形成する場合に使用される。この光反射性の領域は、例えば、表面が着色された造形物50を造形する場合において、造形物50における着色領域の内側に形成される。また、本例において、白色のインクは、造形物50における少なくとも内部の形成に使用する造形用のインクをとしても用いられる。
インクジェットヘッド102y、インクジェットヘッド102m、インクジェットヘッド102c、及びインクジェットヘッド102k(以下、インクジェットヘッド102y〜kと記載する)は、互いに異なる着色用のインクを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、カラー表現に用いるプロセスカラーの各色のインクである。また、より具体的に、本例において、インクジェットヘッド102y〜kのそれぞれは、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を吐出する。
尚、本例において、着色用のインクとしては、上記のように、紫外線硬化型インクを用いる。そのため、本例における着色用のインクは、他のインク(例えば、無彩色の造形用のインク等)を着色する用途の着色剤等ではなく、造形物50における立体画素(ボクセル)を単独で形成可能なインクである。この場合、立体画素を単独で形成可能であるとは、例えば、造形物50を構成する少なくとも一部の立体画素について、造形用のインク等を用いずに、着色用のインクのみで形成可能なことである。
また、造形物50の造形時には、着色がされる領域(着色領域)の形成時に、プロセスカラーの各色のインク以外に、クリアインク等を用いる場合もある。そのため、広い意味で考えた場合、クリアインクについても,着色用のインクと考える場合もある。しかし、上記及び以下の説明においては、特に説明をした場合を除き、クリアインクについては着色用のインクに含めず、YMCKの各色等の有彩色のインクのみについて、着色用のインクという。
また、インクジェットヘッド102tは、クリアインク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、例えば、無色の透明色(T)であるクリア色のインクのことである。
尚、本例において、YMCKの各色のインクは、第1のインクの一例である。また、インクジェットヘッド102y〜kのそれぞれは、第1のインクを吐出する第1の吐出ヘッドの一例である。サポート層52の材料となるインク、白色のインク、及びクリアインクのそれぞれは、第1のインクとは異なる第2のインクの一例である。インクジェットヘッド102s、インクジェットヘッド102w、及びインクジェットヘッド102tのそれぞれは、第2のインクを吐出する第2の吐出ヘッドの一例である。
複数の紫外線光源104は、インクを硬化させるための構成であり、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104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104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104のそれぞれは、間にインクジェットヘッド102s〜tを挟むように、ヘッド部12における主走査方向の一端側及び他端側のそれぞれに配設される。
平坦化ローラ106は、造形物50の造形中に形成されるインクの層を平坦化するための構成である。本例において、平坦化ローラ106は、インクジェットヘッド102s〜tと、紫外線光源104との間に配設される。これにより、平坦化ローラ106は、インクジェットヘッド102s〜t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、この場合、平坦化ローラ106は、例えば主走査動作時において、インクの層の表面と接触して、硬化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。
尚、本例において、ヘッド部12は、1個の平坦化ローラ106のみを有する。この場合、平坦化ローラ106は、例えば、ヘッド部12における一方の端側の紫外線光源104と、インクジェットヘッド102s〜tとの間に配設される。また、この場合、走査駆動部16は、少なくとも、インクジェットヘッド102s〜tよりも平坦化ローラ106が後方側になる向き(一方の向き)での主走査動作をヘッド部12に行わせる。そして、平坦化ローラ106は、この向きでの主走査動作中に、インクの層を平坦化する。また、走査駆動部16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、平坦化ローラ106は、例えば、一方の向きでの主走査動作中のみに、インクの層を平坦化する。
続いて、インク供給部18のより具体的な構成について、説明をする。図2は、インク供給部18の詳細な構成の一例を示す。図2(a)、(b)は、それぞれ異なる向きから見たインク供給部18の斜視図である。本例において、インク供給部18は、複数のインク容器保持部202、204を有する。複数のインク容器保持部202、204のそれぞれは、インク容器を保持する保持部である。
インク容器保持部202は、第1容器保持部の一例であり、複数のインク容器302y、302m、302c、302k(以下、インク容器302y〜kと記載する)を保持する。インク容器302y〜kのそれぞれは、第1のインクを貯留する容器である第1インク容器の一例であり、互いに異なる着色用のインク(プロセスカラーの各色のインク)を貯留する。より具体的に、インク容器302yは、Y色のインクを貯留する。インク容器302mは、M色のインクを貯留する。インク容器302cは、C色のインクを貯留する。インク容器302kは、K色のインクを貯留する。
また、本例において、インク容器保持部202は、インク容器302y〜kのそれぞれを交換可能に保持する。また、インク容器302y〜kは、インク容器保持部202に保持された状態でインクの継ぎ足しができない容器である。そのため、例えばインク容器302y〜kのいずれかが空になった場合、そのインク容器は、例えばユーザにより、新たなインク容器に交換される。また、インク容器保持部202について、より一般化して考えた場合、例えば、着色された造形物50を造形する場合に少なくとも着色用のインクの色数分の複数の第1インク容器(例えば、インク容器302y〜k)を保持する構成と考えることができる。
また、インク容器302y〜kのそれぞれは、造形装置10(図1参照)におけるインクの流路を介して、ヘッド部12におけるインクジェットヘッド102y〜k(図1参照)のそれぞれと接続されている。また、これにより、インクジェットヘッド102y〜kのそれぞれは、インク容器302y〜kのそれぞれから供給されるインクを吐出する。
また、本例において、インク容器302y〜kのそれぞれは、ボトル状の容器であるインクボトルである。また、インク供給部18の構成の変形例においては、インク容器302y〜kとして、他の形態のインク容器を用いてもよい。例えば、インク容器302y〜kのそれぞれとして、インクタンクやインクカートリッジ等のインク容器を用いてもよい。
また、上記のように、本例において、インク容器302y〜kは、インク容器保持部202に保持された状態でインクの継ぎ足しができない容器である。このように構成すれば、例えば、着色用のインクについて、より密封性の高い容器を用いて、品質の劣化をより適切に防ぐことができる。また、インク供給部18の構成の変形例においては、インク容器302y〜kとして、例えば、インク容器保持部202に保持された状態でインクの継ぎ足しが可能な容器を用いることも考えられる。この場合も、容量の小さなインク容器302を用いることにより、インクの消費期限を過ぎる前に適切にインクを消費することができる。また、これにより、容器内のインクが十分に少なくなった状態で、インクの継ぎ足しを適切に行うことができる。
また、インク容器保持部204は、第2容器保持部の一例であり、2個のインク容器304sと、それぞれ1個のインク容器304w及びインク容器304tとを保持する。これらの複数のインク容器304s、304w、304t(以下、インク容器304s〜tと記載する)は、第2のインクを貯留する容器である第2インク容器の一例であり、プロセスカラーの各色のインク以外のインクを貯留する。また、本例において、インク容器304s〜tが貯留するインクは、無彩色のインクである。
より具体的に、2個のインク容器304sは、サポートインク用容器の一例であり、サポート層の材料となるインクをそれぞれ貯留する。インク容器304wは、白色のインクを貯留する。また、上記においても説明をしたように、本例において、白色のインクは、造形用のインクをとしても用いられる。そのため、インク容器304wは、造形用のインクを貯留する容器である造形インク用容器の一例にもなっている。また、インク容器304tは、クリアインクを貯留する。
また、本例において、インク容器304s〜tは、インク容器保持部204に保持された状態でインクの継ぎ足しが可能な容器である。そのため、インク容器304s〜t内のインクが少なくなった場合等には、例えばユーザにより、インクの補充が行われる。
尚、この場合、継ぎ足し用のインクをインク容器304s〜tへ供給するためのインクの供給源については、公知の様々な供給源等を好適に用いることができる。また、インクの供給源の容量等については、特定の容量に限定されない。また、インク容器304s〜tに対しては、造形装置10において造形を行っている途中(造形中)にもインクの継ぎ足しが可能であることが好ましい。この場合、インク供給部18は、例えば、継ぎ足しの影響を低減するためのバッファタンク等を更に有してよい。
また、インク容器保持部204は、インク容器304s〜tを、例えば交換可能に保持してよい。このように構成すれば、例えば、造形装置10において使用するインクを変更する場合や、造形装置10のメンテナンス時等に、インク容器304s〜tを適切に交換することができる。
また、インク容器304s〜tのそれぞれは、造形装置10におけるインクの流路を介して、ヘッド部12におけるインクジェットヘッド102s〜t(図1参照)のそれぞれと接続されている。また、これにより、インクジェットヘッド102s〜tのそれぞれは、インク容器304s〜tのそれぞれから供給されるインクを吐出する。
また、本例において、インク容器304s〜tのそれぞれは、インクを補充可能なタンク状の容器であるインクタンクである。インク供給部18の構成の変形例においては、インク容器304s〜tとして、他の形態のインク容器を用いてもよい。例えば、インク容器304s〜tのそれぞれとして、インクボトルやインクカートリッジ等のインク容器を用いてもよい。また、この場合、インク容器304s〜tのそれぞれとして、インク容器保持部204に保持された状態でインクの継ぎ足しができない容器を用いてもよい。
ここで、上記においても説明をしたように、造形装置10で造形物の造形を行う場合、インクの種類によって消費量に大きな差が出る場合がある。例えば、表面が着色された造形物を造形する場合等には、内部等の形成に用いる白色のインクや、サポート層の材料となるインク等と比べ、各色の着色用のインクの消費量が大幅に少なくなることが考えられる。また、クリアインクと比べても、着色用のインクの消費量は少なくなりやすい。
これに対し、本例においては、インクを貯留するインク容器として、インク容器302y〜kと、インク容器304s〜tとを使用している。また、図示した構成等から明らかなように、インク容器302y〜kのそれぞれの容量(以下、インク容器302の容量と記載する)は、インク容器304s〜tのそれぞれの容量(以下、インク容器304の容量と記載する)よりも小さくなっている。より具体的に、インク容器302の容量は、例えば500mL程度(例えば、300〜700mL程度、好ましくは、400〜600mL程度)である。また、インク容器304の容量は、例えば2L程度(例えば、1〜3L程度、好ましくは、1.5〜2.5L程度)である。
また、容量の比率で考えた場合、インク容器302の容量は、例えば、インク容器304の容量の2/3以下にすることが考えられる。また、より小さなインク容器302を使用する場合、インク容器302の容量は、例えば、インク容器304の容量の1/2以下や、1/3以下であってよい。また、例えば、1/4以下や、1/10以下等であってもよい。
このように構成した場合、例えば、造形に用いるインクの間で消費量に差がある場合でも、それぞれのインクの消費量に合わせた容器でインクを貯留することができる。より具体的には、消費量の少ない着色用のインクについて、容量の小さなインク容器302を用いて適切に貯留することができる。
この点に関し、単にインクによって消費量が異なることのみを考慮した場合、インク容器の容量を変える必要まではないようにも考えられる。しかし、実際の造形時には、インクの間で消費量に差にあることで様々な問題が生じる場合もある。
より具体的には、例えば、インクジェット方式でインクを吐出する場合、インクの品質が劣化していると、インクを適切に吐出できない場合がある。そのため、インクについては、消費期限を適切に管理する必要がある。そして、この場合、インクの消費量の差があると、消費量の少ないインクについて、インクが残っている間に消費期限が過ぎることが起きやすくなる。そして、例えば継ぎ足しができないインク容器を用いる場合、消費期限が過ぎると、インク容器ごとインクを廃棄することが必要になり、多くの無駄が生じることになる。
また、インク容器として、継ぎ足しが可能なインク容器(インクタンク等)を用いる場合には、消費量が少ないインクについて、古いインクが長く残った状態になりやすい。特に、例えば消費量の大きなインクに合わせ、大きなインクタンク等を用いる場合、消費量が多いインクのインクタンクの残量が少なくなったとしても、消費量の少ないインクのインクタンクは、ほとんど減っていない状態になる。そして、消費量の少ないインクのインクタンクの残量が少なくなる頃には、消費期限を過ぎてしまうことになる。また、この場合において、インクが十分に減る前にインクを補充すると、古いインクが多く残った状態でインクを補充することになり、消費期限を過ぎたインクの含有率が多くなるおそれがある。また、その結果、インクの品質が段階的に劣化し、造形の品質が低下するおそれがある。
これに対し、本例においては、インクの消費量に合わせた容量のインク容器302及びインク容器304を用いることで、インクの間で消費量に差により生じる様々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、消費量が多いインクである白色のインク、サポート層の材料となるインク、及びクリアインクについては大きな容量のインク容器304を用い、消費量の少ない着色用のインクについては小さな容量のインク容器302を用いることで、容器に残るインク(残留インク)の割合、すなわち、容器の容量に対するインクの残量の割合について、例えば全てのインク容器の容量を同一にした場合と比較してより均一にすることができる。
また、この場合、例えば、大きな容量のインク容器304にけるインク残量が少なくなるタイミングにおいて、小さな容量のインク容器302のインクの残量も少なくなるといえる。そのため、この場合、例えば、インク容器304へのインクの補充を行うタイミングでインク容器302の交換等を行うことにより、インクの無駄を抑えつつ、全てのインク容器について、消費期限まで余裕があるほぼ新しいで満たすことが可能になる。そのため、このように構成すれば、例えば、インクの無駄を抑えつつ、造形装置10で使用するそれぞれのインクをより適切に管理できる。また、インク容器の交換やインクの補充は、必ずしも同じタイミングで行わず、それぞれのインク容器毎に個別に行ってもよい。このように構成すれば、例えば、インクの無駄をより適切に抑えることができる。
また、本例においては、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量を小さくすることにより、造形装置10を適切に小型化することもできる。より具体的に、着色された造形物を造形する場合、上記においても説明をしたように、例えばYMCKの各色等の、複数の着色用のインクを用いることが必要になる。そして、この場合に、各色用に大きなインク容器を用いると、インク容器の設置スペースとして多くのスペースが必要になる。これに対し、本例においては、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量を小さくすることにより、インク容器の設置スペースを大幅に低減できる。そのため、この点でも、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量を小さくすることが好ましいといえる。
また、インクの消費期限が過ぎた場合、インクの特性が変化して、例えばインクの着弾位置の精度の影響が生じる場合があり。そして、着色された造形物を造形する場合、着色用の各色のインクの着弾位置にズレが生じると、所望の色を適切に表現できない場合がある。また、その結果、造形の品質が低下する場合がある。これに対し、例えば造形用のインク等の場合、着弾位置がずれることにより生じる問題は、着色用のインクよりも小さいといえる。そのため、着色された造形物を造形する場合、特に、着色用のインクについて、インクの特性の変化等が生じにくくすることが望ましい。そのため、この点でも、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量を小さくすることが好ましいといえる。
以上のように、本例によれば、例えば、造形に用いる様々なインクについて、それぞれのインクの消費量に合わせて適切に貯留できる。また、これにより、例えば、造形物の造形により適した構成の造形装置10を適切に提供できる。
尚、インクの消費量に合わせてインク容器の容量を異ならせるという観点で考えた場合、それぞれのインクの消費量に合わせて、より細かく、例えばインク毎にインク容器の容量を異ならせてもよい。例えば、白色のインク(造形用のインク)、サポート層の材料となるインク、及びクリアインクの間でも、それぞれのインクを貯留するインク容器の容量を互いに異ならせてもよい。このように構成すれば、例えば、インクの種類や使用目的によって異なるインクの消費量に応じて、適宜最適な容量のインク容器を用いることができる。
しかし、この場合、例えば造形装置10の用途や機種毎等に様々な容量のインク容器を用意することが必要になり、在庫管理が煩雑になるおそれがある。また、インク容器の取り替え作業が多く発生し、作業効率が低下するおそれもある。特に、造形装置においては、少量多品種の造形を行うことも多い。そのため、この場合、使用するインク容器の管理や適切な選択が難しくなるおそれもある。従って、インク容器の容量については、過度に多様化することなく、ある程度汎用性のある容量にすることが好ましい。また、実用上、本例のように、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量を小さくような構成が好ましいともいえる。
続いて、本例の造形装置10により造形する造形物の構成の例や、造形装置10の構成の変形例について、説明をする。図3は、本例の造形装置10により造形する造形物50の構成の例を示す。本例において、造形装置10は、予め設定された複数の造形モードでの造形が可能である。また、これらの複数の造形モードとして、少なくとも、表面が着色された造形物50を造形する造形モードである表面加飾モードと、表面への着色を行わずに造形物50を造形する非着色モードとが設定可能である。
図3(a)は、表面加飾モードで造形する造形物50の構成の一例をサポート層52と共に示す断面図である。この場合、造形装置10は、内部領域402、着色領域404、及び保護領域406を有する造形物50を造形する。また、造形物50の造形時に、必要に応じて、造形物50の周囲にサポート層52を形成する。
内部領域402は、造形物50の形状を構成する造形物50の内部の領域である。本例において、造形装置10は、白色のインクを用いて内部領域402を形成する。また、これにより、内部領域402について、光反射領域としても機能させる。この場合、光反射領域とは、例えば、保護領域406及び着色領域404を介して造形物50の表面側から入射する光を反射する光反射性の領域のことである。
また、着色領域404は、着色用のインクにより着色がされる領域である。本例において、造形装置10は、各色の着色用のインクと、クリアインクとを用いて、内部領域402の周囲に着色領域404を形成する。この場合、各位置への各色の着色用のインクの吐出量を調整することにより、様々な色を表現する。また、色の違いによって生じる着色用のインクの量(単位体積あたりの吐出量)の変化を補填するために、クリアインクを用いる。このように構成すれば、例えば、着色領域404の各位置を所望の色で適切に着色できる。
また、保護領域406は、造形物50の外面を保護するための透明な領域である。本例において、造形装置10は、クリアインクを用いて、着色領域404の周囲に保護領域406を形成する。以上のように各領域を形成することにより、表面が着色された造形物50を適切に形成できる。
尚、造形物50の構成の変形例においては、造形物50の具体的な構成について、上記と異ならせることも考えられる。例えば、クリアインクを用いて、内部領域402と着色領域404との間に、各領域のインクの混じりを防ぐための分離領域を形成してもよい。また、光反射領域について、内部領域402とは別に形成することも考えられる。この場合、白色のインク以外の造形用のインク(例えば、造形専用のインク等)を更に使用して造形物50の造形を行い、この造形用のインク用いて内部領域402を形成し、白色のインクで光反射領域を形成すること等が考えられる。
図3(b)は、非着色モードで造形する造形物50の構成の一例をサポート層52と共に示す断面図である。この場合、造形装置10は、造形領域410を有する造形物50を造形する。また、造形物50の造形時に、必要に応じて、造形物50の周囲にサポート層52を形成する。
造形領域410は、例えば、表面加飾モードでの造形時に形成する内部領域402と同一又は同様の領域である。造形装置10は、例えば白色のインクを用いて、造形領域410を形成する。また、造形領域410は、例えばクリアインク等の、白色以外のインクで造形領域410を形成してもよい。
また、造形装置10は、複数種類のインクを用いて、造形領域410を形成してもよい。例えば、この場合、白色のインクとクリアインクとを用いて造形領域410を形成すること等が考えられる。このように構成すれば、例えば、造形物50の造形をより高速に行うことができる。
ここで、図3(a)、(b)に示すような造形物50を造形する場合、図示した構成等から明らかなように、着色用のインクの消費量は、白色のインク等の他のインクの消費量と比べて大幅に少なくなる。これに対し、本例においては、上記のように、着色用のインクを貯留するインク容器302(図2参照)の容量について、他の種類のインクを貯留するインク容器304(図2参照)の容量よりも小さくしている。そのため、本例によれば、例えば、インクの消費量に合わせたインク容器を用いて、造形に使用する様々なインクを適切に貯留できる。
尚、造形物50の変形例においては、例えば、表面加飾モードで形成する内部領域402の少なくとも一部や、非着色モードで形成する造形領域410の少なくとも一部について、着色用のインクを用いて形成することも考えられる。そして、この場合、これらの領域の形成に着色用のインクを用いない場合と比べ、着色用のインクの消費量が多くなる。そのため、このような場合には、例えばインクの消費量に応じて、着色用のインクを貯留するインク容器302の容量をより大きくしてもよい。
続いて、造形装置10の構成の様々な変形例について、説明をする。図4は、造形装置10の各部の構成の変形例を示す。図4(a)は、ヘッド部12の構成の変形例を示す。上記においては、ヘッド部12の構成について、主に、造形用のインクとして白色のインクを用いる場合の構成等を説明した。しかし、上記においても説明をしたように、造形用のインクとしては、白色のインク以外も使用可能である。
より具体的に、図4(a)に示した構成において、ヘッド部12は、インクジェットヘッド102Moを更に有する。インクジェットヘッド102Moは、造形専用のインク(モデル材MO)を吐出するインクジェットヘッドである。
また、この場合、インク供給部18(図2参照)において、インク容器保持部204(図2参照)は、造形専用のインクを貯留するインク容器304(図2参照)を更に有する。そして、インクジェットヘッド102Moは、このインク容器304から供給されるインクを吐出する。このように構成した場合も、造形物50を適切に造形できる。
尚、図4(a)に示した構成のヘッド部12を用いて、表面加飾モードでの造形を行う場合、内部領域402(図3参照)と別に光反射領域を形成することが好ましい。この場合、造形専用のインクで内部領域402を形成し、その周囲に白色のインクで光反射領域を形成することが考えられる。
また、図4(a)においては、図1(b)に示したヘッド部12における複数のインクジェットヘッド102sのうちの1個をインクジェットヘッド102Moに変更した場合の構成を図示している。この場合、インク供給部18におけるインク容器保持部204(図2参照)は、図2に示した構成における2個のインク容器304sのうちの1個の代わりに、造形専用のインク用のインク容器304を保持する。また、更なる変形例においては、例えば、図1(b)に示したヘッド部12に対し、インクジェットヘッド102Moを更に追加してもよい。この場合、インク供給部18におけるインク容器保持部204は、図2に示したインク容器304に加え、造形専用のインク用のインク容器304を更に保持する。
また、造形装置10においては、例えばインク供給部18の構成についても、様々に変更可能である。図4(b)は、インク供給部18の構成の変形例を簡略化して示す。
上記においては、図2等を用いて、主に、インク容器保持部202においてインク容器302を保持し、インク容器保持部204においてインク容器304を保持する構成について、説明を行った。この場合、インク容器保持部202及びインク容器保持部204のそれぞれにおいて保持するインク容器の容量は、例えば所定の容量に固定されており、変更できない構成であってよい。より具体的に、この場合、インク容器保持部202について、小さい容量のインク容器302を保持可能であり、かつ、大きな容量のインク容器304を保持できない構成と考えることができる。また、インク容器保持部204について、インク容器304を保持可能であり、かつ、インク容器302を保持できない構成と考えることができる。
しかし、インク容器保持部202及びインク容器保持部204については、1種類の容量のインク容器のみではなく、複数種類の容量のインク容器を保持可能にすることも考えられる。より具体的に、図4(b)に示した構成において、インク容器保持部202は、インク容器302及びインク容器304の両方を保持可能な構成を有する。この場合、例えば造形装置10の使用の仕方や選択する造形モードに合わせて、インク容器保持部202に設置するインク容器を変更することが考えられる。
より具体的には、例えば、表面加飾モードで造形を行う場合等のように、複数種類のインクを用いて造形物を造形し、かつ、複数種類のうちのいずれかのインクの消費量が少なくなる条件で造形物を造形する場合には、インク容器保持部202において容量の小さなインク容器302を保持することが考えられる。この場合、インク容器302は、消費量が少ないインクを貯留する。また、この場合、例えば他のいずれかの造形モードでの造形時において、インク容器保持部202は、容量の大きなインク容器304を保持してもよい。
このように構成すれば、例えば、様々なユーザの要求等に合わせて、インク容器の容量をより適切に設定できる。この場合、例えば、予測されるインクの消費量や造形モードに応じて使用するインク容器の容量を決定することが考えられる。また、例えば、造形しようとする造形物の種類(タイプ)に応じて、インク容器の容量を決定してもよい。このように構成すれば、例えば、インクの消費量に応じた容量のインク容器を適切に用いることができる。
また、インク供給部18の構成の更なる変形例においては、インク容器保持部204についても、複数種類の容量のインク容器を保持可能にしてよい。この場合、インク容器保持部204について、インク容器302及びインク容器304の両方を保持可能な構成にすることが考えられる。