JP2018086737A - 三次元造形物製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジの移動方向にかかわらず、造形材よりも先にサポート材を着弾させることが可能な三次元造形物製造装置を提供する。【解決手段】この三次元造形物製造装置は、造形用のインクを吐出する造形材用ヘッド５２と、三次元造形物を支持するためのサポート用のインクを吐出するサポート材用ヘッド５１、５８と、色付きのインクを吐出するカラーインク用ヘッド５４〜５７と、インクを硬化させる硬化手段６０と、インクの表面を平坦にするための平坦化ローラ６１を有する平坦化ローラユニット６２とを備えている。この三次元造形物製造装置では、主走査方向の一方側から他方側に向かって、硬化手段６０と、平坦化ローラユニット６２と、サポート材用ヘッド５１と、造形材用ヘッド５２と、カラーインク用ヘッド５４〜５７と、サポート材用ヘッド５８と、硬化手段６０とがこの順番でキャリッジに搭載されている。【選択図】図６

Description

本発明は、三次元造形物を製造するための三次元造形物製造装置に関する。

従来、三次元造形物を製造するための印刷造形システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の印刷造形システムは、吐出ユニットと、三次元造形物が造形されるプラテンとを備えている。吐出ユニットは、プラテンに向かってインク滴を吐出する複数のインクジェッドヘッドと、複数の紫外線光源と、平坦化ローラユニットと、インクジェッドヘッドと紫外線光源と平坦化ローラユニットとが搭載されるキャリッジとを備えている。

特許文献１に記載の印刷造形システムでは、吐出ユニットは、複数のインクジェットヘッドとして、複数の有色インク用ヘッドと、クリアインク用ヘッドと、白インク用ヘッドと、造形材用ヘッドと、サポート材用ヘッドとを備えている。キャリッジには、主走査方向の一方側から他方側に向かって、紫外線光源と、平坦化ローラユニットと、サポート材用ヘッドと、造形材用ヘッドと、白インク用ヘッドと、紫外線光源と、クリアインク用ヘッドと、複数の有色インク用ヘッドと、紫外線光源とがこの順番で搭載されている。

特開２０１６−４３６１８号公報

サポート材は、造形材のオーバーハング部分の着弾を可能にする役割（すなわち、造形材のオーバーハング部分を下側から支持する役割）を果たしているため、１層のインク層を形成する過程において、サポート材は、造形材よりも先に着弾していることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載の印刷造形システムでは、主走査方向におけるキャリッジの一端側のみにサポート材用ヘッドが搭載されているため、キャリッジの移動方向によっては、造形材よりも先にサポート材を着弾させることができない場合が生じうる。

そこで、本発明の課題は、キャリッジの移動方向にかかわらず、造形材よりも先にサポート材を着弾させることが可能な三次元造形物製造装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の三次元造形物製造装置は、三次元造形物が造形されるテーブルと、テーブルに向かって造形用のインクを吐出する造形材用ヘッドと、三次元造形物を支持するためのサポート用のインクをテーブルに向かって吐出するサポート材用ヘッドと、テーブルに向かって色付きのインクを吐出するカラーインク用ヘッドと、テーブルに向かって吐出されたインクを硬化させる硬化手段と、テーブルに向かって吐出されたインクの表面を平坦にするための平坦化ローラを有する平坦化ローラユニットと、造形材用ヘッドとサポート材用ヘッドとカラーインク用ヘッドと硬化手段と平坦化ローラユニットとが搭載されるキャリッジとを備え、キャリッジには、上下方向に直交する主走査方向の一方側から他方側に向かって、硬化手段と、平坦化ローラユニットと、サポート材用ヘッドと、造形材用ヘッドと、カラーインク用ヘッドと、サポート材用ヘッドと、硬化手段とがこの順番で搭載されていることを特徴とする。

本発明の三次元造形物製造装置では、主走査方向の一方側から他方側に向かって、硬化手段と、平坦化ローラユニットと、サポート材用ヘッドと、造形材用ヘッドと、カラーインク用ヘッドと、サポート材用ヘッドと、硬化手段とがこの順番でキャリッジに搭載されている。すなわち、本発明では、キャリッジの両端側にサポート材用ヘッドが搭載されており、２個のサポート材用ヘッドの間に造形材用ヘッドが搭載されている。そのため、本発明では、キャリッジの移動方向にかかわらず、造形材（造形用のインク）よりも先にサポート材（サポート用のインク）を着弾させることが可能になる。また、本発明では、キャリッジの両端側にサポート材用ヘッドが搭載されているため、主走査方向でバランス良くサポート材を着弾させることが可能になり、その結果、サポート材の着弾を安定させることが可能になる。

また、本発明では、主走査方向におけるキャリッジの一端側に、硬化手段と、平坦化ローラユニットと、サポート材用ヘッドと、造形材用ヘッドとが搭載されているため、三次元造形物が着色されない場合には、少なくともカラーインク用ヘッドの部分を除いた主走査方向におけるキャリッジの一端側のみを用いて三次元造形物を造形することが可能になる。すなわち、本発明では、三次元造形物が着色されない場合には、主走査方向におけるキャリッジの一端側のみをテーブルの上方で主走査方向へ往復移動させれば、三次元造形物を造形することが可能になる。したがって、本発明では、三次元造形物が着色されない場合に、短時間で三次元造形物を造形することが可能になる。なお、一般に、サポート材の使用量は、造形材の使用量や色付きのインク（カラーインク）の使用量よりも多いため、本発明のように、２個のサポート材用ヘッドがキャリッジに搭載されていることは好ましい。

本発明において、三次元造形物製造装置は、たとえば、造形材用ヘッド、サポート材用ヘッドおよびカラーインク用ヘッドからのインクの吐出時に発生するインクミストを吸着するインクミスト吸着機構を備え、インクミスト吸着機構は、インクミストを吸引する吸引ファンと、吸引ファンによるインクミストの吸引経路に配置されるフィルタとを備え、キャリッジに搭載されている。この場合には、造形材用ヘッド、サポート材用ヘッドおよびカラーインク用ヘッドのノズル面へのインクミストの付着を抑制することが可能になる。

本発明において、三次元造形物製造装置は、テーブルの昇降が可能となるようにテーブルを支持するテーブル支持部と、テーブル支持部に対してテーブルを昇降させる昇降機構とを備え、テーブルは、三次元造形物が上面で造形される造形台と、造形台を保持するとともにテーブル支持部に昇降可能に支持される造形台保持部とを備え、造形台は、造形台保持部に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、三次元造形物が造形された後に、三次元造形物を造形台と一緒に三次元造形物製造装置から取り出すことが可能になる。すなわち、三次元造形物が造形された後に、造形台を造形台保持部から取り外すことで、三次元造形物を三次元造形物製造装置から取り出すことが可能になる。したがって、三次元造形物を直接把持して三次元造形物製造装置から取り出す場合と比較して、三次元造形物を三次元造形物製造装置から取り出す際の三次元造形物の損傷を防止することが可能になる。また、たとえば、ロボット等を用いて三次元造形物製造装置から自動で三次元造形物を取り出すことが可能になる。

本発明において、造形台は、平板状に形成され、造形台の下面には、格子状またはハニカム状に形成される補強用のリブが形成されていることが好ましい。このように構成すると、造形台の、リブが形成されていない部分の厚さを薄くしても、造形台の強度を確保することが可能になるため、造形台の強度を確保しつつ、造形台の重量を軽減することが可能になる。したがって、造形台保持部から造形台を取り外しやすくなる。

本発明において、上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、三次元造形物製造装置は、テーブルがキャリッジよりも前側に配置される位置までテーブルを前方向へ移動させる移動機構を備えることが好ましい。三次元造形物製造装置では、三次元造形物が造形されると、一般に、三次元造形物製造装置の上方へ三次元造形物が取り出されるが、このように構成すると、三次元造形物が造形された後に、三次元造形物製造装置の上方へ三次元造形物を取り出しやすくなる。また、このように構成すると、三次元造形物の造形途中にテーブルを前方向に移動させれば、造形途中の三次元造形物を目視等で確認しやすくなる。

本発明において、移動機構は、三次元造形物の造形時にテーブルを前後方向へ移動させることが好ましい。このように構成すると、テーブルがキャリッジよりも前側に配置される位置までテーブルを前方向へ移動させる機構と、三次元造形物の造形時にテーブルを前後方向へ移動させる機構とが個別に設けられている場合と比較して、三次元造形物製造装置の構成を簡素化することが可能になる。

本発明において、上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、三次元造形物製造装置は、たとえば、テーブルの昇降が可能となるようにテーブルを支持するテーブル支持部と、テーブル支持部に対してテーブルを昇降させる昇降機構と、テーブル支持部を前後方向へ移動させる移動機構とを備えている。

本発明において、三次元造形物製造装置は、三次元造形物の造形中の形状を検知する形状検知機構と、三次元造形物製造装置を制御する制御部とを備え、制御部は、三次元造形物の造形時に、形状検知機構での検知結果に基づいて特定される造形中の三次元造形物の形状と三次元造形物の設計データとを比較するとともに、三次元造形物が設定データ通りに造形されていないと、三次元造形物製造装置を停止させることが好ましい。このように構成すると、形状検知機構での検知結果に基づいて特定される造形中の三次元造形物の形状に応じて、自動で、三次元造形物製造装置に、三次元造形物の造形を継続させたり、三次元造形物の造形を中止させたりすることが可能になる。したがって、三次元造形物製造装置を自動運転させることが可能になる。なお、特許文献１には、印刷造形システムの自動運転に関する記載はない。

本発明において、形状検知機構は、たとえば、キャリッジに搭載されている。

本発明において、三次元造形物製造装置は、たとえば、キャリッジに搭載される距離計を備え、距離計は、テーブルの上面と距離計との上下方向の距離を測定する。

本発明において、上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、三次元造形物製造装置は、主走査方向へキャリッジを移動させるキャリッジ駆動機構と、テーブルを前後方向へ移動させる移動機構と、テーブルを昇降させる昇降機構とを備え、三次元造形物の造形開始前に、キャリッジ駆動機構がキャリッジを主走査方向へ移動させるとともに移動機構がテーブルを前後方向へ移動させて、テーブルの上面の複数箇所のそれぞれと距離計との上下方向の距離を距離計が測定するとともに、昇降機構は、距離計での測定結果に基づいてテーブルを昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブルの上面の高さを設定することが好ましい。このように構成すると、三次元造形物の造形開始時のテーブルの上面の高さを最適な高さに設定することが可能になる。

本発明において、上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、三次元造形物製造装置は、主走査方向へキャリッジを移動させるキャリッジ駆動機構と、テーブルを前後方向へ移動させる移動機構と、テーブルを昇降させる少なくとも３個の昇降機構とを備え、三次元造形物の造形開始前に、キャリッジ駆動機構がキャリッジを主走査方向へ移動させるとともに移動機構がテーブルを前後方向へ移動させて、テーブルの上面の複数箇所のそれぞれと距離計との上下方向の距離を距離計が測定するとともに、距離計での測定結果に基づいて、昇降機構のそれぞれが個別にテーブルを昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブルの上面の、水平面に対する傾きを補正することが好ましい。三次元造形物製造装置では、一般に、テーブルの上面のうねりの影響を低減するため、サポート材によってテーブルの上面に三次元造形物の土台が形成される。具体的には、土台の上面と水平面とが平行になるようにテーブルの上面に土台が形成される。そのため、距離計での測定結果に基づいて、昇降機構のそれぞれが個別にテーブルを昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブルの上面の、水平面に対する傾きを補正すれば、テーブルの上面の水平面に対する傾きが補正されていない場合と比較して、テーブルの上面に形成される土台の厚さを薄くすることが可能になり、土台を短時間で形成することが可能になる。

本発明において、三次元造形物製造装置は、少なくとも平坦化ローラの表面から除去されたインクを回収するための複数のインク回収タンクと、インク回収タンク内のインクの量を検知するインク量検知機構と、複数のインク回収タンクのそれぞれが配管を介して接続されるとともに複数のインク回収タンクのうちの１個のインク回収タンクにインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替える切替弁とを備え、切替弁は、インク量検知機構での検知結果に基づいて、複数のインク回収タンクのうちの１個のインク回収タンクにインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替えることが好ましい。このように構成すると、複数のインク回収タンクを空のインク回収タンクに交換した後、複数のインク回収タンクの全てがインクで満たされるまでの時間を長くすることが可能になる。したがって、インク回収タンクの交換頻度を低減することが可能になり、その結果、三次元造形物製造装置のメンテナンスが容易になる。また、このように構成すると、たとえば、１個のインク回収タンクの交換が行われているときであっても、他のインク回収タンクを利用して、三次元造形物の造形を継続することが可能になる。

本発明において、三次元造形物製造装置は、造形材用ヘッドとして、たとえば、白インクを吐出するヘッドまたは透明なクリアインクを吐出するヘッドを少なくとも備えている。

以上のように、本発明の三次元造形物製造装置では、キャリッジの移動方向にかかわらず、造形材よりも先にサポート材を着弾させることが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる三次元造形物製造装置の斜視図である。 図１に示す三次元造形物製造装置の概略正面図である。 図１に示すステージの斜視図である。 図１に示すステージの概略平面図である。 図１に示すキャリッジに搭載される吐出ユニットの構成を説明するための底面図である。 図５に示す吐出ユニットの構成を説明するための正面図である。 図５に示す平坦化ローラユニットの一部分の斜視図である。 図７に示す平坦化ローラユニットの構成および動作を説明するための正面図である。 図７に示す平坦化ローラの支持部およびローラ保持部材の支持部の構成を説明するための側面図である。 図１に示す三次元造形物製造装置のインク循環機構およびインク回収機構の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の他の実施の形態にかかる造形台の底面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるインク回収機構の構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（三次元造形物製造装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる三次元造形物製造装置１の斜視図である。図２は、図１に示す三次元造形物製造装置１の概略正面図である。

本形態の三次元造形物製造装置１は、三次元造形物を製造するための業務用のインクジェットプリンタである。この三次元造形物製造装置１は、三次元造形物が造形されて載置されるテーブル２を有するステージ３と、テーブル２に向かってインク滴を吐出する後述のインクジェットヘッド５１〜５８が搭載されるキャリッジ５とを備えている。

また、三次元造形物製造装置１は、上下方向に直交する主走査方向への移動が可能となるようにキャリッジ５を保持する懸架フレーム６と、懸架フレーム６に対してキャリッジ５を主走査方向へ移動させるキャリッジ駆動機構７と、主走査方向に直交する副走査方向への移動が可能となるようにステージ３を保持する本体フレーム８と、本体フレーム８に対してステージ３を副走査方向へ移動させるステージ駆動機構９と、副走査方向へステージ３を案内するガイド機構１０とを備えている。また、三次元造形物製造装置１は、これらの構成が収容される筐体（図示省略）を備えている。さらに、三次元造形物製造装置１は、三次元造形物製造装置１を制御する制御部１７を備えている。

以下の説明では、主走査方向（図１等のＸ方向）を「左右方向」とし、副走査方向（図１等のＹ方向）を「前後方向」とする。また、前後方向の一方側（Ｙ１方向側）を「前」側とし、その反対側（Ｙ２方向側）を「後（後ろ）」側とし、左右方向の一方側（Ｘ１方向側）を「右」側とし、その反対側（Ｙ２方向側）を「左」側とする。

本体フレーム８は、底面部材１１と、底面部材１１の左右の両端から上側に向かって立ち上がる２個の側面部材１２とを備えている。懸架フレーム６は、左右方向を長手方向とする細長い直方体状に形成されている。この懸架フレーム６は、側面部材１２に固定されている。また、懸架フレーム６は、側面部材１２の後端側部分の上側に配置されている。懸架フレーム６に保持されるキャリッジ５は、ステージ３よりも上側に配置されている。すなわち、キャリッジ５は、テーブル２よりも上側に配置されている。

懸架フレーム６の前面には、キャリッジ５を左右方向へ案内する２本のガイドレール１３が固定されている。ガイドレール１３は、ガイドレール１３の長手方向と左右方向とが一致するように懸架フレーム６に固定されている。また、２本のガイドレール１３は、上下方向に所定の間隔をあけた状態で懸架フレーム６に固定されている。キャリッジ５には、ガイドレール１３に係合するガイドブロック（図示省略）が固定されている。

キャリッジ駆動機構７は、図１に示すように、２個のプーリ１４と、２個のプーリ１４に架け渡されるベルト１５と、プーリ１４を回転させるモータ１６とを備えている。２個のプーリ１４は、上下方向を回転の軸方向とする回転が可能となるように懸架フレーム６に保持されている。また、２個のプーリ１４のそれぞれは、懸架フレーム６の左右の両端側のそれぞれに配置されている。ベルト１５の一部は、キャリッジ５に固定されている。モータ１６は、懸架フレーム６の右端側に取り付けられている。このモータ１６は、所定の動力伝達機構を介して懸架フレーム６の右端側に取り付けられるプーリ１４に連結されている。モータ１６が駆動すると、ガイドレール１３に沿って、キャリッジ５が左右方向へ移動する。

（ステージの構成）
図３は、図１に示すステージ３の斜視図である。図４は、図１に示すステージ３の概略平面図である。

ステージ３は、左右方向において２個の側面部材１２の間に配置されるとともに、底面部材１１よりも上側に配置されている。このステージ３は、テーブル２に加えて、テーブル２の昇降が可能となるようにテーブル２を支持するテーブル支持部としてのステージフレーム２０と、ステージフレーム２０に対してテーブル２を昇降させる２個の昇降機構２１、２２と、上下方向へテーブル２を案内する２個のガイド機構２３、２４とを備えている。

ステージフレーム２０は、ステージフレーム２０の左右の側面部を構成する２個の側面部材２５を備えている。２個の側面部材２５は、図示を省略する連結部材によって連結されている。テーブル２は、左右方向において２個の側面部材２５の間に配置されている。このテーブル２は、平板状かつ矩形状に形成される造形台２６と、造形台２６を保持するとともにステージフレーム２０に昇降可能に支持される造形台保持部２７とを備えている。造形台２６は、造形台保持部２７に着脱可能に取り付けられている。造形台保持部２７は、テーブル２の左右の両端部を構成する２個の側面部材２８と、２個の側面部材２８を連結する２個の連結部材２９（図４参照）とを備えている。

造形台２６の上面は、上下方向に略直交する平面となっており、三次元造形物は、造形台２６の上面で造形される。造形台２６は、矩形状に形成される造形台２６の４つの端面のうちの互いに平行な２個の端面が前後方向と平行になり、残りの２個の端面が左右方向と平行になるように配置されている。また、造形台２６は、アルミニウム合金で形成されており、造形台２６の上面には、アルマイト処理が施されている。側面部材２８の上面には、上下方向に直交する平面状の載置面が形成されている。この載置面には、造形台２６の左右の両端側部分が載置されている。

載置面に載置された造形台２６は、ネジ３０（図３参照）によって造形台保持部２７に固定されている。ネジ３０は、たとえば、造形台２６の前後左右の両端側のそれぞれに配置されている。ネジ３０を取り外すと、図３の二点鎖線で示すように、造形台保持部２７の上側へ造形台２６を取り外すことが可能になる。造形台２６の左右の両端側には、造形台保持部２７から取り外される造形台２６を掴むための貫通穴２６ａが形成されている。また、造形台２６の上面の左右の両端側には、ネジ３０の頭部を配置するための凹部２６ｂが窪むように形成されている。なお、図４では、ネジ３０の図示を省略している。

昇降機構２１、２２は、ステージフレーム２０に回転可能に保持されるリードスクリュー３３と、リードスクリュー３３を回転させるモータ３４（図３参照）と、リードスクリュー３３に係合するとともにテーブル２に取り付けられるナット部材３５とを備えている。２個の昇降機構２１、２２のそれぞれは、個別に駆動可能となっている。ガイド機構２３、２４は、ステージフレーム２０に取り付けられるガイドレール３６と、ガイドレール３６に係合するとともにテーブル２に取り付けられるガイドブロック３７とを備えている。本形態のガイド機構２３、２４は、ガイドブロック３７にボールリテーナが内蔵されているＬＭガイド（登録商標）である。

図４に示すように、昇降機構２１およびガイド機構２３は、テーブル２の右端側に配置されている。また、昇降機構２１とガイド機構２３とは、前後方向で並ぶように配置されている。また、昇降機構２１とガイド機構２３とは、前後方向におけるテーブル２の略中心位置で隣接配置されている。本形態では、昇降機構２１がガイド機構２３よりも後ろ側に配置されている。昇降機構２２およびガイド機構２４は、テーブル２の左端側に配置されている。また、昇降機構２２とガイド機構２４とは、前後方向で並ぶように配置されている。また、昇降機構２２とガイド機構２４とは、前後方向におけるテーブル２の略中心位置で隣接配置されている。本形態では、ガイド機構２４が昇降機構２２よりも後ろ側に配置されている。

前後方向における昇降機構２１とガイド機構２３との距離と、前後方向における昇降機構２２とガイド機構２４との距離とは等しくなっている。具体的には、前後方向における昇降機構２１のリードスクリュー３３の中心とガイド機構２３のガイドレール３６の中心との距離と、前後方向における昇降機構２２のリードスクリュー３３の中心とガイド機構２４のガイドレール３６の中心との距離とが等しくなっている。昇降機構２１は、前後方向において、ガイド機構２４よりもわずかに後ろ側に配置されている。また、ガイド機構２３は、前後方向において、昇降機構２２よりもわずかに後ろ側に配置されている。

リードスクリュー３３は、リードスクリュー３３の軸方向と上下方向とが一致するように、２個の側面部材２５のそれぞれの左右方向の内側面に回転可能に保持されている。モータ３４は、２個の側面部材２５のそれぞれの下端側に固定されている。モータ３４の出力軸は、リードスクリュー３３の下端部分に連結されている。ナット部材３５は、２個の側面部材２８のそれぞれの左右方向の外側面に取り付けられている。ガイドレール３６は、ガイドレール３６の長手方向と上下方向とが一致するように、２個の側面部材２５のそれぞれの左右方向の内側面に固定されている。ガイドブロック３７は、２個の側面部材２８のそれぞれの左右方向の外側面に取り付けられている。

（ステージ駆動機構およびガイド機構の構成）
ステージ駆動機構９およびガイド機構１０は、左右方向におけるステージ３の両側に配置されている。ステージ駆動機構９は、側面部材１２に回転可能に保持されるリードスクリュー３９と、リードスクリュー３９を回転させるモータ４０と、リードスクリュー３９に係合するとともにステージ３に取り付けられるナット部材４１とを備えている。ガイド機構１０は、側面部材１２に固定されるガイドレール４２と、ガイドレール４２に係合するとともにステージ３に取り付けられるガイドブロック４３とを備えている。

リードスクリュー３９は、リードスクリュー３９の軸方向と前後方向とが一致するように、２個の側面部材１２のそれぞれの左右方向の内側面に回転可能に保持されている。モータ４０は、２個の側面部材１２のそれぞれの左右方向の内側面に固定されている。また、モータ４０は、側面部材１２の前端側部分に固定されている。モータ４０の出力軸は、プーリおよびベルトを介してリードスクリュー３９の前端部分に連結されている。ナット部材４１は、２個の側面部材２５のそれぞれの左右方向の外側面に取り付けられている。すなわち、ナット部材４１は、ステージフレーム２０に取り付けられており、ステージ駆動機構９は、ステージフレーム２０を前後方向へ移動させる。本形態のステージ駆動機構９は、テーブル２およびステージフレーム２０を前後方向へ移動させる移動機構である。

ガイドレール４２は、ガイドレール４２の長手方向と前後方向とが一致するように側面部材１２の上端面に固定されている。ガイドブロック４３は、ステージフレーム２０の側面部材２５の上端側に固定されている。このガイドブロック４３は、上側からガイドレール４２に係合している。

本形態では、図１に示すように、ステージ３の全体がキャリッジ５よりも前側に配置される位置までステージ３を前方向へ移動させることが可能となっている。すなわち、本形態では、テーブル２がキャリッジ５よりも前側に配置される位置までテーブル２を前方向へ移動させることが可能となっている。ステージ駆動機構９は、三次元造形物の造形時にテーブル２を前後方向へ移動させる。また、ステージ駆動機構９は、三次元造形物の造形が終了して三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときには、テーブル２を前端まで移動させる。すなわち、ステージ駆動機構９は、三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときに、三次元造形物製造装置１の前方にテーブル２がせり出すように、テーブル２がキャリッジ５よりも前側に配置される位置までテーブル２を前方向へ移動させる。なお、三次元造形物製造装置１の筐体には、三次元造形物を取り出すための開口部が形成されている。

（キャリッジの構成）
図５は、図１に示すキャリッジ５に搭載される吐出ユニット４８の構成を説明するための底面図である。図６は、図５に示す吐出ユニット４８の構成を説明するための正面図である。図７は、図５に示す平坦化ローラユニット６２の一部分の斜視図である。図８は、図７に示す平坦化ローラユニット６２の構成および動作を説明するための正面図である。図９は、図７に示す平坦化ローラ６１の支持部およびローラ保持部材７３の支持部の構成を説明するための側面図である。

キャリッジ５には、三次元造形物を造形するための吐出ユニット４８が搭載されている。また、キャリッジ５には、距離計としてのレーザ距離計４９（図２参照）が搭載されている。吐出ユニット４８は、テーブル２に向かってインク滴を吐出する複数のインクジェットヘッド５１〜５８を備えている。本形態の吐出ユニット４８は、８個のインクジェッドヘッド５１〜５８を備えている。インクジェッドヘッド５１〜５８は、下側に向かってインク滴を吐出するように配置されている。インクジェットヘッド５１〜５８から吐出されるインクは、紫外線硬化型のインクである。

また、吐出ユニット４８は、インクジェットヘッド５１〜５８からテーブル２に向かって吐出された紫外線硬化型のインクに紫外線を照射してインクを硬化させる硬化手段としての紫外線照射器６０を備えている。本形態の吐出ユニット４８は、２個の紫外線照射器６０を備えている。さらに、吐出ユニット４８は、インクジェットヘッド５１〜５８からテーブル２に向かって吐出されたインクの表面（上面）を平坦にするための平坦化ローラ６１を有する平坦化ローラユニット６２と、インクジェットヘッド５１〜５８からのインクの吐出時に発生するインクミストを吸着するインクミスト吸着機構６３とを備えている。

すなわち、キャリッジ５には、吐出ユニット４８を構成する８個のインクジェッドヘッド５１〜５８と、２個の紫外線照射器６０と、平坦化ローラユニット６２と、インクミスト吸着機構６３とが搭載されている。また、紫外線照射器６０と、平坦化ローラユニット６２と、インクジェッドヘッド５１と、インクジェッドヘッド５２と、インクジェッドヘッド５３と、インクジェッドヘッド５４と、インクジェッドヘッド５５と、インクジェッドヘッド５６と、インクジェッドヘッド５７と、インクジェッドヘッド５８と、紫外線照射器６０とが左側から右側に向かってこの順番でキャリッジ５に搭載されている。また、インクミスト吸着機構６３は、右端に配置される紫外線照射器６０とインクジェッドヘッド５８との間および右端に配置される紫外線照射器６０の上側に配置されている。

インクジェッドヘッド５１、５８は、三次元造形物を支持するためのサポート用のインク（サポート材）を吐出するサポート材用ヘッドである。インクジェッドヘッド５２は、造形用のインク（造形材）を吐出する造形材用ヘッドであり、減法混色法において必要な機能である後述のプロセスインク（カラーインク）の透過光を反射する光反射性（白色）インクを吐出する。インクジェッドヘッド５３は、透明なインク（クリアインク）を吐出するクリアインク用ヘッドであり、少なくとも一部が透明な三次元造形物を造形する場合の造形用のクリアインク（造形材）を吐出したり、光反射性（白色）インクと後述のプロセスインク（カラーインク）との間にクリアインクを吐出して両者の混合を防止したり、三次元造形物の最外層に保護層を形成するためのクリアインクを吐出する。インクジェッドヘッド５４〜５７は、色付きのインク、すなわち、減法混色法のプロセスインク（カラーインク）を吐出するカラーインク用ヘッドである。本形態では、インクジェッドヘッド５４から吐出されるインクの色はイエローであり、インクジェッドヘッド５５から吐出されるインクの色はシアンであり、インクジェッドヘッド５６から吐出されるインクの色はマゼンタであり、インクジェッドヘッド５６から吐出されるインクの色はブラックである。

紫外線照射器６０は、ＵＶＬＥＤ、メタルハライドランプあるいは水銀ランプ等であり、下側に向かって紫外線を照射する。本形態の紫外線照射器６０は、ＵＶＬＥＤである。

インクミスト吸着機構６３は、インクミストを吸引する吸引ファン６５と、吸引ファン６５によるインクミストの吸引経路に配置される２個のフィルタ６６、６７とを備えている（図６参照）。吸引ファン６５は、右端に配置される紫外線照射器６０の上側に配置されている。フィルタ６６は、右端に配置される紫外線照射器６０とインクジェッドヘッド５８との間に配置され、フィルタ６７は、吸引ファン６５の左側に配置されている。また、フィルタ６６の下側には、インクミストを含む空気の吸入口が形成され、吸引ファン６５の右側には、排気口が形成されている。インクミスト吸着機構６３では、吸引ファン６５が駆動すると、図６の矢印Ｖで示すように、フィルタ６６の下側の吸入口から吸入されたインクミストを含む空気は、フィルタ６６およびフィルタ６７を順番に通過して吸引ファン６５の右側の排気口から排出される。

平坦化ローラユニット６２は、キャリッジ５に対して平坦化ローラ６１を昇降させるローラ昇降機構６９（図７参照）と、平坦化ローラ６１を回転させるモータ７０とを備えている。また、平坦化ローラユニット６２は、テーブル２に向かって吐出されたインクの表面を平坦にするときに平坦化ローラ６１の表面に付着したインクを平坦化ローラ６１の表面から除去するブレード７１と、ブレード７１によって平坦化ローラ６１の表面から除去されたインクを回収するためのインク回収部７２とを備えている（図６参照）。

ローラ昇降機構６９は、キャリッジ５に搭載されている。このローラ昇降機構６９は、平坦化ローラ６１を回転可能に保持するローラ保持部材７３と、ローラ保持部材７３を揺動可能に支持する支持軸７４と、支持軸７４を保持する保持フレーム７５と、保持フレーム７５に対してローラ保持部材７３を揺動させる偏心カム７６と、偏心カム７６を回転させるモータ７７とを備えている。また、ローラ昇降機構６９は、偏心カム７６が固定される回転軸７８（図８参照）を備えている。保持フレーム７５およびモータ７７は、キャリッジ５に固定されている。

回転軸７８は、回転軸７８の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。回転軸７８の一端（前端）は、カップリング７９（図７参照）を介してモータ７７の出力軸に連結されている。回転軸７８の他端側（後端側）は、支持部材８０に回転可能に支持されている。支持部材８０は、保持フレーム７５に固定されている。偏心カム７６は、円板状に形成されている。この偏心カム７６は、回転軸７８の軸中心と偏心カム７６の軸中心とがずれた状態で回転軸７８に固定されている。

支持軸７４は、支持軸７４の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。支持軸７４は、保持フレーム７５に固定されている。支持軸７４の両端側のそれぞれは、保持フレーム７５よりも前後方向の外側へ突出している。ローラ保持部材７３には、図９に示すように、支持軸７４の両端側のそれぞれを支持する２個の軸受８１が取り付けられており、保持フレーム７５に対して、前後方向を揺動の軸方向とするローラ保持部材７３の揺動が可能となっている。軸受８１は、転がり軸受である。

平坦化ローラ６１は、平坦化ローラ６１の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。また、平坦化ローラ６１は、支持軸７４よりも下側に配置されている。また、上述のように、平坦化ローラユニット６２は、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０の右側に配置されており、平坦化ローラ６１は、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０と左右方向で隣接するように配置されている。すなわち、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０は、平坦化ローラ６１と左右方向で隣接するように、キャリッジ５に搭載されている。

ローラ保持部材７３には、図９に示すように、平坦化ローラ６１の両端側のそれぞれに形成される支持部６１ａを支持する２個の軸受８２が取り付けられており、ローラ保持部材７３に対して、前後方向を回転の軸方向とする平坦化ローラ６１の回転が可能となっている。軸受８２は、転がり軸受である。モータ７０、ブレード７１およびインク回収部７２は、ローラ保持部材７３に固定されており、保持フレーム７５に対して、平坦化ローラ６１およびローラ保持部材７３と一緒に揺動する。モータ７０の出力軸は、図示を省略する歯車を介して平坦化ローラ６１に連結されている。

ローラ保持部材７３の上端側には、偏心カム７６に接触するローラ状のカムフォロア８３が回転可能に取り付けられている。カムフォロア８３は、前後方向を回転の軸方向とする回転が可能となるように、ローラ保持部材７３に取り付けられている。また、カムフォロア８３は、支持軸７４よりも上側に配置されている。具体的には、カムフォロア８３は、支持軸７４の略真上に配置されている。さらに、カムフォロア８３は、偏心カム７６の左斜め下側に配置されており、偏心カム７６の左斜め下側部分に接触している。なお、カムフォロア８３が偏心カム７６に接触するように、ローラ保持部材７３は、図示を省略するバネ部材によって、支持軸７４を中心に図８の時計回りの方向（時計方向）に付勢されている。

偏心カム７６が回転すると、ローラ保持部材７３は、平坦化ローラ６１がインクの表面（上面）に接触可能な接触位置（図８（Ａ）に示す位置）７３Ａと、平坦化ローラ６１がインクの表面よりも上側へ退避する退避位置（図８（Ｂ）に示す位置）７３Ｂとの間で、支持軸７４を揺動の中心にして揺動する。すなわち、偏心カム７６は、接触位置７３Ａと退避位置７３Ｂとの間でローラ保持部材７３を揺動させる。平坦化ローラ６１の昇降量（すなわち、ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａにあるときの平坦化ローラ６１の高さと、ローラ保持部材７３が退避位置７３Ｂにあるときの平坦化ローラ６１の高さとの差）は、たとえば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度となっている。ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａにあるときには、平坦化ローラ６１は、支持軸７４の真下に配置されている。

本形態では、退避位置７３Ｂにあるローラ保持部材７３は、偏心カム７６が回転すると、接触位置７３Ａに向かって左下方へ移動する。また、接触位置７３Ａにあるローラ保持部材７３は、偏心カム７６が回転すると、退避位置７３Ｂに向かって右上方へ移動する。また、平坦化ローラ６１は、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０の右側に配置されているため、ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａから退避位置７３Ｂへ移動すると、平坦化ローラ６１は、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０から遠ざかる。すなわち、ローラ保持部材７３が退避位置７３Ｂにあるときの平坦化ローラ６１は、ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａにあるときの平坦化ローラ６１よりも、吐出ユニット４８の左端に配置される紫外線照射器６０から離れた位置に配置されている。

また、ローラ昇降機構６９は、図８に示すように、接触位置７３Ａでローラ保持部材７３を位置決めするストッパ部材８６、８７を備えている。ストッパ部材８６、８７は、支持軸７４よりも上側に配置されている。具体的には、ストッパ部材８６、８７は、支持軸７４の右斜め上側に配置されている。また、ストッパ部材８６、８７は、カムフォロア８３よりも下側に配置されている。ストッパ部材８６は、ローラ保持部材７３に固定され、ストッパ部材８７は、保持フレーム７５に固定されている。ストッパ部材８６は、ストッパ部材８７の左側に配置されており、ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａにあるときには、ストッパ部材８６は、左側からストッパ部材８７に接触している。

レーザ距離計４９は、たとえば、左右方向において吐出ユニット４８と隣り合う位置に配置されており、下側に向かってレーザ光を射出する。レーザ距離計４９は、テーブル２の上面とレーザ距離計４９との上下方向の距離を測定する。すなわち、レーザ距離計４９は、造形台２６の上面とレーザ距離計４９との上下方向の距離を測定する。また、レーザ距離計４９は、造形中の三次元造形物の上面の複数箇所のそれぞれとレーザ距離計４９との上下方向の距離等を測定することで造形中の三次元造形物の形状を検知する。本形態のレーザ距離計４９は、三次元造形物の造形中の形状を検知する形状検知機構である。

本形態では、三次元造形物の造形開始前に、キャリッジ駆動機構７がキャリッジ５を左右方向へ移動させるとともにステージ駆動機構９がテーブル２を前後方向へ移動させて、テーブル２の上面の複数箇所のそれぞれとレーザ距離計４９との上下方向の距離をレーザ距離計４９が測定する。たとえば、テーブル２の上面の４箇所のそれぞれとレーザ距離計４９との上下方向の距離をレーザ距離計４９が測定する。また、昇降機構２１、２２は、レーザ距離計４９での測定結果に基づいてテーブル２を昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面の高さ（すなわち、造形台２６の上面の高さ）を設定する。具体的には、昇降機構２１、２２は、テーブル２の上面の、レーザ距離計４９との距離が最も近い箇所（すなわち、テーブル２の上面の最も高い箇所）が、ローラ保持部材７３が接触位置７３Ａにあるときの平坦化ローラ６１の下端よりもわずかに下側に配置されるように、テーブル２を昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面の高さを設定する。

また、本形態では、三次元造形物の造形時に、三次元造形物製造装置１の制御部１７は、レーザ距離計４９での検知結果に基づいて特定される造形中の三次元造形物の形状と、三次元造形物の設計データとを比較する。また、制御部１７は、造形中の三次元造形物が設計データ通りに造形されている場合には、三次元造形物製造装置１を継続的に動作させて三次元造形物の造形を継続させるが、造形中の三次元造形物が設計データ通りに造形されていないと、三次元造形物製造装置１を停止させる。

上述のように、キャリッジ５は、ガイドレール１３に沿って左右方向へ移動する。本形態では、キャリッジ５がガイドレール１３の右端側に配置されているときのキャリッジ５の位置がキャリッジ５のホームポジションとなっている。三次元造形物製造装置１で三次元造形物の造形動作が行われる場合、キャリッジ５がホームポジションから左側へ移動するときに、インクジェッドヘッド５１〜５８がインク滴を吐出する。このときには、ローラ保持部材７３は退避位置７３Ｂに配置されている。

また、左端側まで移動したキャリッジ５が右側へ戻るときにローラ保持部材７３が接触位置７３Ａに移動して、平坦化ローラ６１がインクの表面を平坦にする。すなわち、キャリッジ５が右側へ移動するときには、ローラ保持部材７３は、接触位置７３Ａに配置されている。平坦化ローラ６１がインクの表面を平坦にするときには、平坦化ローラ６１は、図６、図８の反時計回りの方向（反時計方向）へ回転する。なお、平坦化ローラユニット６２は、キャリッジ５がホームポジションにあるときに平坦化ローラ６１をロックするロック機構を備えていても良い。

（インク循環機構およびインク回収機構の構成）
図１０は、図１に示す三次元造形物製造装置１のインク循環機構９５およびインク回収機構９６の構成を説明するためのブロック図である。

三次元造形物製造装置１は、インクジェットヘッド５１〜５８のノズルの目詰まりを防止するためのメンテナンスユニット９２を備えている。メンテナンスユニット９２は、インクジェットヘッド５１〜５８のノズル面に付着したインクを拭き取るワイパーと、このワイパーで拭き取られたインクを回収するためのインク回収部９３と、インクジェットヘッド５１〜５８のノズル内のインクを吸引する吸引機構を有するキャップ９４とを備えている。メンテナンスユニット９２は、たとえば、ホームポジションに配置されるキャリッジ５の下側に配置されている。なお、キャップ９４は、吸引機構を備えていなくても良い。この場合には、インクジェットヘッド５１〜５８のメンテナンス時に、インクジェットヘッド５１〜５８がキャップ９４に向かってインク滴を吐出する。

また、本形態の三次元造形物製造装置１は、インクジェットヘッド５１〜５８の内部でインクを循環させるインク循環機構９５と、インク回収部７２、９３で回収されたインクおよびキャップ９４で吸引されたインクを回収するためのインク回収機構９６とを備えている。

インク循環機構９５は、インクジェットヘッド５１〜５８にインクを供給するインク供給部９７と、インクを循環させるための空気圧を制御するエア制御部９８と、キャリッジ５に搭載されるサブタンク９９とを備えている。サブタンク９９は、８個のインクジェッドヘッド５１〜５８のそれぞれに接続されている。すなわち、インク循環機構９５は、８個のサブタンク９９を備えている。サブタンク９９は、上流側の液室９９ａと、下流側の液室９９ｂとを備えている。液室９９ａの流出側は、インクジェットヘッド５１〜５８の流入側に接続され、液室９９ｂの流入側は、インクジェットヘッド５１〜５８の流出側に接続されている。

インク供給部９７は、インクタンク１００を備えている。インクタンク１００は、バルブ１０１を介してインクポンプ１０２の吸入側に接続されている。インクポンプ１０２の吐出側は、フィルタ１０３を介して液室９９ａの流入側に接続されている。また、バルブ１０１には、液室９９ｂの流出側が接続されている。なお、インクジェッドヘッド５４〜５７用のインクタンク（すなわち、カラーインクのインクタンク）１００の容量は、インクジェッド５１〜５３、５８用のインクタンク（すなわち、サポート用インクのインクタンク、造形用インクのインクタンクおよびクリアインク用のインクタンク）１００の容量よりも小さくなっている。たとえば、インクジェッドヘッド５４〜５７用のインクタンク１００の容量は、１リットルであり、インクジェッド５１〜５３、５８用のインクタンク１００の容量は、３．５リットルである。

エア制御部９８は、上流側の圧力ポンプ１０５と、下流側の圧力ポンプ１０６とを備えている。圧力ポンプ１０５の吐出側は、エアチャンバ１０７、バルブ１０８〜１１０およびフィルタ１１１を介して液室９９ａに接続されている。また、圧力ポンプ１０５の吐出側は、エアチャンバ１０７、バルブ１１２、１１３およびフィルタ１１４を介して液室９９ｂに接続されている。圧力ポンプ１０５の吸入側には、エアチャンバ１１５が接続されており、エアチャンバ１１５は、バルブ１０９に接続されている。また、圧力ポンプ１０６の吸入側には、エアチャンバ１１６が接続されており、エアチャンバ１１６は、バルブ１１７を介してバルブ１１２に接続されている。圧力ポンプ１０５とバルブ１０８、１１２との間のエア経路は正圧となっており、圧力ポンプ１０５とバルブ１０９との間のエア経路および圧力ポンプ１０６とバルブ１１７との間のエア経路は負圧となっている。

インク回収機構９６は、インク回収タンクとしての廃液タンク１２０と、廃液バッファ１２１と、送液ポンプ１２２、１２３と、真空ポンプ１２４とを備えている。キャップ９４には、送液ポンプ１２２の吸入側が接続され、送液ポンプ１２２の吐出側には、廃液タンク１２０が接続されている。インク回収部７２、９３には、バルブ１２５を介して廃液バッファ１２１が接続されている。廃液バッファ１２１には、バルブ１２６を介して送液ポンプ１２３の吸入側が接続され、送液ポンプ１２３の吐出側には、廃液タンク１２０が接続されている。また、廃液バッファ１２１には、真空ポンプ１２４が接続されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、サポート材を吐出するインクジェッドヘッド５１、５８が左右方向におけるキャリッジ５の両端側に搭載されており、インクジェッドヘッド５１とインクジェッドヘッド５８との間に、造形材を吐出するインクジェッドヘッド５２が搭載されている。そのため、本形態では、キャリッジ５の移動方向にかかわらず、造形材よりも先にサポート材を着弾させることが可能になる。また、本形態では、キャリッジ５の両端側にインクジェッドヘッド５１、５８が搭載されているため、左右方向でバランス良くサポート材を着弾させることが可能になり、その結果、サポート材の着弾を安定させることが可能になる。

本形態では、キャリッジ５の左端側に、紫外線照射器６０と、平坦化ローラユニット６２と、インクジェッドヘッド５１〜５３とが搭載されている。そのため、本形態では、三次元造形物が着色されない場合には、キャリッジ５の左端側のみをテーブル２の上方で左右方向へ移動させれば、三次元造形物を造形することが可能になる。したがって、本形態では、三次元造形物が着色されない場合に、短時間で三次元造形物を造形することが可能になる。

本形態では、三次元造形物の造形が終了して三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときに、テーブル２は、キャリッジ５よりも前側に配置される位置まで移動する。そのため、本形態では、三次元造形物が造形された後に、三次元造形物製造装置１の上方へ三次元造形物を取り出しやすくなる。また、三次元造形物の造形途中にテーブル２を前方向に移動させることで、造形途中の三次元造形物を目視等で確認しやすくなる。

本形態では、造形台２６は、造形台保持部２７に着脱可能に取り付けられている。そのため、本形態では、三次元造形物が造形された後に、三次元造形物を造形台２６と一緒に三次元造形物製造装置１から取り出すことが可能になる。すなわち、本形態では、三次元造形物が造形された後に、造形台２６を造形台保持部２７から取り外すことで、三次元造形物を三次元造形物製造装置１から取り出すことが可能になる。したがって、本形態では、三次元造形物を直接把持して三次元造形物製造装置１から取り出す場合と比較して、三次元造形物を三次元造形物製造装置１から取り出す際の三次元造形物の損傷を防止することが可能になる。

本形態では、ステージ駆動機構９は、三次元造形物の造形時にテーブル２を前後方向へ移動させるとともに、三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときにテーブル２を前端まで移動させる。そのため、本形態では、三次元造形物の造形時にテーブル２を前後方向へ移動させる機構と、三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときにテーブル２を前端まで移動させる機構とが個別に設けられている場合と比較して、三次元造形物製造装置１の構成を簡素化することが可能になる。

本形態では、三次元造形物の造形開始前に、キャリッジ駆動機構７がキャリッジ５を左右方向へ移動させるとともにステージ駆動機構９がテーブル２を前後方向へ移動させて、テーブル２の上面の複数箇所のそれぞれとレーザ距離計４９との上下方向の距離をレーザ距離計４９が測定し、昇降機構２１、２２が、レーザ距離計４９での測定結果に基づいてテーブル２を昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面の高さを設定している。そのため、本形態では、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面の高さを最適な高さに設定することが可能になる。

本形態では、制御部１７は、三次元造形物の造形時に、レーザ距離計４９での検知結果に基づいて特定される造形中の三次元造形物の形状と三次元造形物の設計データとを比較し、造形中の三次元造形物が設計データ通りに造形されている場合には、三次元造形物製造装置１を継続的に動作させて三次元造形物の造形を継続させるが、造形中の三次元造形物が設計データ通りに造形されていないと、三次元造形物製造装置１を停止させる。すなわち、本形態では、レーザ距離計４９での検知結果に基づいて特定される造形中の三次元造形物の形状に応じて、自動で、三次元造形物製造装置１に、三次元造形物の造形を継続させたり、三次元造形物の造形を中止させたりしている。そのため、本形態では、三次元造形物製造装置１を自動運転させることが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態において、造形台２６の下面（裏面）に、図１１に示すように、格子状またはハニカム状に形成される補強用のリブ２６ｃが形成されていても良い。この場合には、造形台２６の、リブ２６ｃが形成されていない部分の厚さを薄くしても、造形台２６の強度を確保することが可能になるため、造形台２６の強度を確保しつつ、造形台２６の重量を軽減することが可能になる。したがって、造形台保持部２７から造形台２６を取り外しやすくなる。また、上述した形態では、造形台２６は、造形台保持部２７に着脱可能に取り付けられているが、造形台２６は、造形台保持部２７と一体で形成されていても良いし、溶接等によって造形台保持部２７に固定されていても良い。

また、上述した形態では、造形台２６は、ネジ３０によって造形台保持部２７に固定されているが、造形台２６は、造形台保持部２７に固定されていなくても良い。この場合には、たとえば、側面部材２８の載置面に上側へ突出する複数の位置決め用ピンが形成または固定されるとともに、造形台２６に、位置決め用ピンが挿通される貫通穴が形成されており、造形台２６は、貫通穴に位置決め用ピンが挿通された状態で載置面に載置されている。この場合には、三次元造形物の造形が終了して三次元造形物製造装置１から三次元造形物を取り出すときに、前端まで移動しているテーブル２の造形台保持部２７からロボットによって造形台２６を取り外すことで、造形台２６ごと三次元造形物を取り出すことが可能になる。すなわち、この場合には、ロボットを用いて三次元造形物製造装置１から自動で三次元造形物を取り出すことが可能になる。なお、この場合には、ロボットは、たとえば、造形台保持部２７から取り外した造形台２６（すなわち、三次元造形物が載置されている造形台２６）を所定の棚まで搬送するとともに、何も載置されていない造形台２６を所定の棚から造形台保持部２７まで搬送して造形台保持部２７に取り付ける。

上述した形態において、インク回収機構９６は、複数の廃液タンク１２０を備えていても良い。たとえば、インク回収機構９６は、図１２に示すように、２個の廃液タンク１２０を備えていても良い。この場合には、２個の廃液タンク１２０のそれぞれに、廃液タンク１２０内のインクの量を検知するレベル計等のインク量検知機構１２７が取り付けられている。また、この場合には、２個の廃液タンク１２０と送液ポンプ１２２、１２３との間に切替弁１２８が配置されている。切替弁１２８は、電磁弁である。切替弁１２８には、配管を介して２個の廃液タンク１２０のそれぞれが接続されている。

この場合には、２個の廃液タンク１２０のうちの一方の廃液タンク１２０にインクが回収されるように、切替弁１２８を介して、送液ポンプ１２２、１２３と一方の廃液タンク１２０とが接続されている。また、一方の廃液タンク１２０のインク量検知機構１２７によって、一方の廃液タンク１２０内のインクの量が所定量となっていることが検知されると、他方の廃液タンク１２０にインクが回収されるように、切替弁１２８がインクの回収経路を切り替える。すなわち、送液ポンプ１２２、１２３と他方の廃液タンク１２０とが接続されるように、切替弁１２８がインクの回収経路を切り替える。

このように、インク回収機構９６が２個の廃液タンク１２０を備えている場合には、切替弁１２８は、インク量検知機構１２７での検知結果に基づいて、２個の廃液タンク１２０のうちの１個の廃液タンク１２０にインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替える。この場合には、２個の廃液タンク１２０を空の廃液タンク１２０に交換した後、２個の廃液タンク１２０がインクで満たされるまでの時間を長くすることが可能になる。したがって、廃液タンク１２０の交換頻度を低減することが可能になり、その結果、三次元造形物製造装置１のメンテナンスが容易になる。また、この場合には、一方の廃液タンク１２０の交換が行われているときであっても、他方の廃液タンク１２０を利用して、三次元造形物の造形を継続することが可能になる。なお、インク回収機構９６が３個以上の廃液タンク１２０を備えている場合には、切替弁１２８は、インク量検知機構１２７での検知結果に基づいて、３個以上の廃液タンク１２０のうちの１個の廃液タンク１２０にインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替える。

上述した形態において、ステージ３は、テーブル２を昇降させる３個以上の昇降機構を備えていても良い。この場合には、たとえば、三次元造形物の造形開始前に、テーブル２の上面の複数箇所のそれぞれとレーザ距離計４９との上下方向の距離をレーザ距離計４９が測定するとともに、レーザ距離計４９での測定結果に基づいて３個以上の昇降機構のそれぞれが個別にテーブル２を昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面（すなわち、造形台２６の上面）の水平面に対する傾きを補正する。三次元造形物製造装置１では、テーブル２の上面のうねりの影響を低減するため、サポート材によってテーブル２の上面に三次元造形物の土台が形成される。具体的には、土台の上面と水平面とが平行になるようにテーブル２の上面に土台が形成される。そのため、レーザ距離計４９での測定結果に基づいて、３個以上の昇降機構のそれぞれが個別にテーブル２を昇降させて、三次元造形物の造形開始時のテーブル２の上面の、水平面に対する傾きを補正すれば、テーブル２の上面の水平面に対する傾きが補正されていない場合と比較して、テーブル２の上面に形成される土台の厚さを薄くすることが可能になり、その結果、土台を短時間で形成することが可能になる。

上述した形態では、レーザ距離計４９によって、造形中の三次元造形物の形状が検知されているが、カメラ等によって造形中の三次元造形物の形状が検知されても良い。すなわち、三次元造形物の造形中の形状を検知する形状検知機構は、カメラ等であっても良い。また、上述した形態において、三次元造形物製造装置１は、造形中の三次元造形物が設計データ通りに造形されていないことに起因して三次元造形物製造装置１が停止したときに、三次元造形物製造装置１が停止したことを知らせる報知システムを備えていても良い。

上述した形態では、ステージ駆動機構９は、三次元造形物の造形時にテーブル２を前後方向へ移動させるとともに、三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときにテーブル２を前端まで移動させているが、三次元造形物の造形時にテーブル２を前後方向へ移動させる機構と、三次元造形物製造装置１から三次元造形物が取り出されるときにテーブル２を前端まで移動させる機構とが個別に設けられていても良い。

上述した形態では、紫外線照射器６０と、平坦化ローラユニット６２と、インクジェッドヘッド５１と、インクジェッドヘッド５２と、インクジェッドヘッド５３と、インクジェッドヘッド５４と、インクジェッドヘッド５５と、インクジェッドヘッド５６と、インクジェッドヘッド５７と、インクジェッドヘッド５８と、紫外線照射器６０とが左側から右側に向かってこの順番でキャリッジ５に搭載されているが、インクジェッドヘッド５１〜５８、紫外線照射器６０および平坦化ローラユニット６２が左右方向において任意の順番でキャリッジ５に搭載されていても良い。

１ 三次元造形物製造装置
２ テーブル
５ キャリッジ
７ キャリッジ駆動機構
９ ステージ駆動機構（移動機構）
１７ 制御部
２０ ステージフレーム（テーブル支持部）
２１、２２ 昇降機構
２６ 造形台
２６ｃ リブ
２７ 造形台保持部
４９ レーザ距離計（距離計、形状検知機構）
５１、５８ インクジェットヘッド（サポート材用ヘッド）
５２ インクジェットヘッド（造形材用ヘッド）
５４〜５７ インクジェットヘッド（カラーインク用ヘッド）
６０ 紫外線照射器（硬化手段）
６１ 平坦化ローラ
６２ 平坦化ローラユニット
６３ インクミスト吸着機構
６５ 吸引ファン
６６、６７ フィルタ
１２０ 廃液タンク（インク回収タンク）
１２７ インク量検知機構
１２８ 切替弁
Ｘ 主走査方向
Ｙ 前後方向
Ｙ１ 前方向

Claims (14)

1. 三次元造形物が造形されるテーブルと、前記テーブルに向かって造形用のインクを吐出する造形材用ヘッドと、前記三次元造形物を支持するためのサポート用のインクを前記テーブルに向かって吐出するサポート材用ヘッドと、前記テーブルに向かって色付きのインクを吐出するカラーインク用ヘッドと、前記テーブルに向かって吐出されたインクを硬化させる硬化手段と、前記テーブルに向かって吐出されたインクの表面を平坦にするための平坦化ローラを有する平坦化ローラユニットと、前記造形材用ヘッドと前記サポート材用ヘッドと前記カラーインク用ヘッドと前記硬化手段と前記平坦化ローラユニットとが搭載されるキャリッジとを備え、
   前記キャリッジには、上下方向に直交する主走査方向の一方側から他方側に向かって、前記硬化手段と、前記平坦化ローラユニットと、前記サポート材用ヘッドと、前記造形材用ヘッドと、前記カラーインク用ヘッドと、前記サポート材用ヘッドと、前記硬化手段とがこの順番で搭載されていることを特徴とする三次元造形物製造装置。
2. 前記造形材用ヘッド、前記サポート材用ヘッドおよび前記カラーインク用ヘッドからのインクの吐出時に発生するインクミストを吸着するインクミスト吸着機構を備え、
   前記インクミスト吸着機構は、インクミストを吸引する吸引ファンと、前記吸引ファンによるインクミストの吸引経路に配置されるフィルタとを備え、前記キャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項１記載の三次元造形物製造装置。
3. 前記テーブルの昇降が可能となるように前記テーブルを支持するテーブル支持部と、前記テーブル支持部に対して前記テーブルを昇降させる昇降機構とを備え、
   前記テーブルは、前記三次元造形物が上面で造形される造形台と、前記造形台を保持するとともに前記テーブル支持部に昇降可能に支持される造形台保持部とを備え、
   前記造形台は、前記造形台保持部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の三次元造形物製造装置。
4. 前記造形台は、平板状に形成され、
   前記造形台の下面には、格子状またはハニカム状に形成される補強用のリブが形成されていることを特徴とする請求項３記載の三次元造形物製造装置。
5. 上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、
   前記テーブルが前記キャリッジよりも前側に配置される位置まで前記テーブルを前方向へ移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。
6. 前記移動機構は、前記三次元造形物の造形時に前記テーブルを前後方向へ移動させることを特徴とする請求項５記載の三次元造形物製造装置。
7. 上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、
   前記テーブルの昇降が可能となるように前記テーブルを支持するテーブル支持部と、前記テーブル支持部に対して前記テーブルを昇降させる昇降機構と、前記テーブル支持部を前後方向へ移動させる移動機構とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。
8. 前記三次元造形物の造形中の形状を検知する形状検知機構と、前記三次元造形物製造装置を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記三次元造形物の造形時に、前記形状検知機構での検知結果に基づいて特定される造形中の前記三次元造形物の形状と前記三次元造形物の設計データとを比較するとともに、前記三次元造形物が設定データ通りに造形されていないと、前記三次元造形物製造装置を停止させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。
9. 前記形状検知機構は、前記キャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項８記載の三次元造形物製造装置。
10. 前記キャリッジに搭載される距離計を備え、
    前記距離計は、前記テーブルの上面と前記距離計との上下方向の距離を測定することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。
11. 上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、
    主走査方向へ前記キャリッジを移動させるキャリッジ駆動機構と、前記テーブルを前後方向へ移動させる移動機構と、前記テーブルを昇降させる昇降機構とを備え、
    前記三次元造形物の造形開始前に、前記キャリッジ駆動機構が前記キャリッジを主走査方向へ移動させるとともに前記移動機構が前記テーブルを前後方向へ移動させて、前記テーブルの上面の複数箇所のそれぞれと前記距離計との上下方向の距離を前記距離計が測定するとともに、前記昇降機構は、前記距離計での測定結果に基づいて前記テーブルを昇降させて、前記三次元造形物の造形開始時の前記テーブルの上面の高さを設定することを特徴とする請求項１０記載の三次元造形物製造装置。
12. 上下方向と主走査方向とに直交する方向を前後方向とすると、
    主走査方向へ前記キャリッジを移動させるキャリッジ駆動機構と、前記テーブルを前後方向へ移動させる移動機構と、前記テーブルを昇降させる少なくとも３個の昇降機構とを備え、
    前記三次元造形物の造形開始前に、前記キャリッジ駆動機構が前記キャリッジを主走査方向へ移動させるとともに前記移動機構が前記テーブルを前後方向へ移動させて、前記テーブルの上面の複数箇所のそれぞれと前記距離計との上下方向の距離を前記距離計が測定するとともに、前記距離計での測定結果に基づいて、前記昇降機構のそれぞれが個別に前記テーブルを昇降させて、前記三次元造形物の造形開始時の前記テーブルの上面の、水平面に対する傾きを補正することを特徴とする請求項１０または１１記載の三次元造形物製造装置。
13. 少なくとも前記平坦化ローラの表面から除去されたインクを回収するための複数のインク回収タンクと、前記インク回収タンク内のインクの量を検知するインク量検知機構と、複数の前記インク回収タンクのそれぞれが配管を介して接続されるとともに複数の前記インク回収タンクのうちの１個の前記インク回収タンクにインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替える切替弁とを備え、
    前記切替弁は、前記インク量検知機構での検知結果に基づいて、複数の前記インク回収タンクのうちの１個の前記インク回収タンクにインクが回収されるようにインクの回収経路を切り替えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。
14. 前記造形材用ヘッドとして、白インクを吐出するヘッドまたは透明なクリアインクを吐出する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１３のいずれかに記載の三次元造形物製造装置。

Images