JP2019123163A - 造形装置及び造形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質の造形物を適切に造形する。【解決手段】造形物を造形する造形システム１０であって、造形物の材料を吐出する造形装置１２と、吐出位置指定データを生成するデータ生成部１０８と、制御部１１０とを備え、データ生成部１０８は、吐出位置指定データとは異なる形式で造形物を示す入力データに基づき、吐出位置指定データを生成し、積層方向において連続して重なる２つの材料層のうち、下側の材料層の形成後、上側の材料層の形成を開始するまでに空く時間を層間時間と定義した場合、データ生成部１０８が吐出位置データを生成する動作を行っている間に、制御部１１０は、造形物の少なくとも一部を構成する複数の材料層をヘッド部１０２に形成させ、かつ、複数の材料層の形成を開始する層形成開始タイミングについて、層間時間が予め設定された上限時間を超えないように設定する。【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、インクジェットヘッドを用いて造形物を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような造形装置においては、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、積層造形法で造形物を造形する。

特開２０１５−０７１２８２号公報

造形装置で造形物を造形する場合、例えば、造形しようとする造形物を示すデータに対し、造形装置の構成に合わせた形式へのデータの変換を行い、変換後のデータに従って造形の動作を行うことが考えられる。より具体的に、例えば、積層造形法で造形を行う場合、変換前の入力データとして造形物の全体を示すデータを用い、入力データに対してスライス処理をすることで、複数のスライスデータへの変換（複数のスライスデータの生成）を行う。この場合、それぞれのスライスデータとしては、所定の積層方向において互いに異なる位置で造形物の断面を示すデータを用いることが考えられる。また、スライスデータについては、例えば、各断面の位置に形成するインクの層を示すデータ等と考えることもできる。また、スライスデータについては、例えば、断面を示す２次元の画像（２Ｄ画像）のデータと考えることもできる。そして、この場合、造形装置は、それぞれのスライスデータに従ってインクを吐出することにより、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する。また、複数のスライスデータに対応する複数のインクの層を重ねて形成することにより、造形物を造形する。

ここで、スライスデータを生成する処理は、多くの画像処理等を行う処理であるため、処理に多くの時間がかかる場合がある。そのため、造形物の全体に対応する全てのスライスデータの生成が完了してからインクの層の形成（造形出力）を開始すると、インクの層の形成を開始するまでの待ち時間が極めて長くなる場合がある。そのため、この場合、スライスデータを生成する処理とインクの層を形成する動作とを並行して行うことが考えられる。また、この場合、例えば最初の１つのスライスデータが生成された時点でインクの層の形成を開始することで、インクの層の形成を開始するまでの待ち時間を短縮することができる。

しかし、本願の発明者が実際に造形物を造形する実験等を行ったところ、このようにしてスライスデータを生成する処理とインクの層を形成する動作とを並行して行う場合において、造形物に意図しない目立つ縞（積層縞）が発生する場合があることを見出した。この場合、目立つ縞の影響により、造形物の品質が低下して、造形に求められる品質を満たせなくなる場合がある。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。

本願の発明者は、スライスデータを生成する処理とインクの層を形成する動作とを並行して行う場合に意図しない目立つ縞が発生する原因について、鋭意研究を行った。そして、このような縞が発生する位置について、この並行動作中にスライスデータを生成する処理が間に合わなくなるタイミングに相当する位置であることを見出した。

より具体的に、上記のような並行動作により造形物を造形する場合、少なくとも、それぞれのインクの層の形成を開始するまでの間に、そのインクの層に対応するスライスデータの生成を完了する必要がある。そのため、直前のインクの層の形成が完了した時点で次のインクの層に対応するスライスデータの生成が完了していない場合、そのスライスデータの生成が完了するまで次のインクの層を形成することができなくなり、余計な待ち時間が発生することになる。そして、この場合、余計な待ち時間の影響により、待ち時間の前後等に形成するインクの層の状態に影響が生じ、意図しない目立つ縞の原因になると考えられる。

これに対し、本願の発明者は、このような問題の発生を防ぐために、最初の１つのスライスデータが生成された時点ですぐに最初のインクの層の形成を開始するのではなく、ある程度の数のスライスデータを生成してから最初のインクの層の形成を開始することを考えた。また、この場合において、連続する２つのインクの層を形成する間に空く時間（層間時間）に着目して、この時間が所定の上限値以下になるように制御することを考えた。このように構成すれば、例えば、連続する２つのインクの層を形成する合間に過剰な待ち時間が発生することを適切に防ぐことができる。また、これにより、待ち時間の影響で意図しない目立つ縞が発生することを適切に防ぐことができる。

また、本願の発明者は、更なる鋭意研究により、このような効果を得るために必要な特徴を見出し、本発明に至った。上記の課題を解決するために、本発明は、造形物の材料の層である材料層を予め設定された積層方向へ積層することで前記造形物を造形する造形装置であって、前記造形物の材料を吐出するヘッド部と、前記ヘッド部により前記造形物の材料を吐出する位置を示すデータである吐出位置指定データを生成するデータ生成部と、前記ヘッド部及び前記データ生成部の動作を制御する制御部とを備え、前記データ生成部は、前記吐出位置指定データとは異なる形式で前記造形物を示す入力データに基づき、前記吐出位置指定データを生成し、積層方向において連続して重なる２つの前記材料層のうち、下側の前記材料層の形成後、上側の前記材料層の形成を開始するまでに空く時間を層間時間と定義した場合、前記造形物を造形する期間の少なくとも一部において、前記データ生成部が前記吐出位置データを生成する動作を行っている間に、前記制御部は、前記造形物の少なくとも一部を構成する複数の前記材料層を前記ヘッド部に形成させ、かつ、前記複数の材料層の形成を開始するタイミングである層形成開始タイミングについて、前記複数の材料層の形成中に前記層間時間が予め設定された上限時間を超えないように設定することを特徴とする。

このように構成すれば、例えば、層間時間を所定の上限時間以下にすることができる。また、これにより、例えば、意図しない目立つ縞が発生すること等を防いで、高品質の造形物を適切に造形することができる。

この構成において、上限時間については、例えば、求められる造形の品質等に応じて、層間時間の影響で意図しない目立つ縞等が発生しない範囲に設定することが考えられる。また、造形物の材料としては、例えば、造形装置において用いられている公知のインク等を好適に用いることができる。この場合、材料層は、インクの層になる。また、データ生成部は、吐出位置指定データとして、例えば複数のスライスデータを生成する。また、複数のスライスデータとして、例えば、積層方向における互いに異なる位置での造形物の断面をそれぞれ示す複数のデータを生成する。そして、この場合、制御部は、それぞれのスライスデータに基づき、ヘッド部に、造形物を構成するそれぞれの材料層を形成させる。このように構成すれば、例えば、積層造形法での造形物の造形を適切に行うことができる。また、この場合、制御部は、複数の材料層におけるそれぞれの材料層の形成を開始する前にその材料層に対応するスライスデータの生成が完了しているように、層形成開始タイミングを設定することが好ましい。このように構成すれば、例えば、スライスデータの生成が間に合わないことで余計な待ち時間が発生することを適切に防ぐことができる。

また、この構成において、造形装置は、例えば、ヘッド部に主走査動作を行わせる走査駆動部を更に備えてよい。この場合、主走査動作とは、例えば、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造形の材料を吐出する動作のことである。また、この場合、制御部は、例えば、連続する２回の主走査動作について、先の主走査動作が完了してから後の主走査動作を開始するまでの時間が上限時間を超えないように、層形成開始タイミングを設定する。このように構成すれば、例えば、層間時間が上限時間を超えることを適切に防ぐことができる。

また、この構成において、造形物の材料としては、例えば、紫外線の照射により硬化する材料（紫外線硬化型インク等）を好適に用いることができる。この場合、ヘッド部は、例えば、造形の材料を吐出する吐出ヘッドと、紫外線光源とを有する。この場合、紫外線光源は、例えば、吐出ヘッドにより吐出された造形の材料に紫外線を照射することにより、造形の材料を硬化させる。また、この場合、下側の材料層の形成時において、紫外線光源は、例えば少なくとも次の材料層の形成を開始するまでの間、少なくとも下側の前記材料層の上面が接着性を有する状態になるように、下側の材料層を構成する造形の材料を硬化させる。このように構成すれば、例えば、造形物を構成する材料層間の接着性を適切に高めることができる。また、ヘッド部は、材料層を平坦化する平坦化手段を更に有することが好ましい。平坦化手段は、例えば、硬化前（未硬化）の造形の材料と接触することで、材料層を平坦化する。また、平坦化手段としては、例えば、硬化前の造形の材料の一部をかき取るローラ等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、それぞれの材料層を適切に形成することができる。

ここで、上記においても説明をしたように、層間時間が上限時間を超えることを適切に防ぐためには、例えば、ある程度の数のスライスデータを生成してから最初の材料層の形成を開始することが考えられる。また、この場合において、単純に考えるのであれば、予め設定された一定の数のスライスデータを生成した時点で最初の材料層の形成を開始すればよいようにも思われる。しかし、造形装置においては、様々な形状や色の造形物を造形することが考えられる。そして、例えば入力データに基づいてスライスデータを生成する場合、スライスデータの生成に要する時間は、通常、造形物の形状や色等によって、大きく差が生じると考えられる。そして、このような場合において、単純に一定の数のスライスデータを生成してから最初の材料層の形成を開始するのみであると、造形物の形状等によっては、スライスデータの生成が間に合わなくなることも考えられる。また、この場合において、スライスデータの生成が間に合わなくなることを確実に防ごうとすると、多くの数のスライスデータを予め生成することになり、造形物の形状等によっては、必要以上に材料層の形成を開始が遅くなること等も考えられる。また、その結果、造形に要する時間が増大すること等も考えられる。

そのため、造形に要する時間をより適切に短縮するためには、層形成開始タイミングについて、造形物の形状や色等を考慮して、個別に設定を行うことが好ましい。そして、この場合、制御部において、例えば、入力データに基づき、複数の材料層の形成中に層間時間が上限時間を超えないように、層形成開始タイミングを設定することが考えられる。また、より具体的に、この場合、データ生成部は、例えば、積層方向における下側の材料層に対応するスライスデータから順番に、それぞれのスライスデータを生成する。そして、制御部は、例えば、入力データに基づき、層形成開始タイミングよりも前に生成しておくスライスデータの数である準備データ数を決定する。そして、準備データ数分のスライスデータの生成が完了した後に複数の材料層の形成を開始するように、層形成開始タイミングを設定する。このように構成すれば、例えば、層形成開始タイミングについて、造形物の特徴に応じて個別かつ適切に設定することができる。また、これにより、スライスデータの生成が間に合わないことで余計な待ち時間が発生することを適切に防ぎつつ、造形に要する時間を適切に短縮することができる。

また、造形に求められる品質によっては、例えば、意図しない目立つ縞等を防ぐことよりも、造形に要する時間をより短縮することが求められる場合もある。そして、このような場合には、入力データに基づいて層形成開始タイミングを設定するよりも、できるだけ早いタイミングで材料層の形成を開始することが好ましい。そのため、造形装置において、制御部は、ユーザの指示に基づき、層形成開始タイミングの調整を行うか否かを決定してもよい。そして、例えば、層形成開始タイミングの調整を行うと決定した場合、制御部は、例えば、意図しない目立つ縞等を防ぐように、層形成開始タイミングを設定する。また、この場合、制御部は、例えば、複数の材料層の形成中に層間時間が上限時間を超えないように層形成開始タイミングを設定する。また、層形成開始タイミングの調整を行わないと決定した場合、制御部は、できるだけ早く材料層の形成を開始するように、層形成開始タイミングを設定する。この場合、制御部は、例えば、層形成開始タイミングとして、データ生成部が吐出位置データの生成を開始するのに合わせたタイミングを設定する。このように構成すれば、例えば、造形に求められる品質等に応じて、より適切に造形物の造形を行うことができる。

また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有する造形方法等を用いることも考えられる。この場合も、例えば、上記と同様の効果を得ることができる。また、この造形方法について、例えば、造形物の製造方法と考えることもできる。

本発明によれば、例えば、高品質の造形物を適切に造形することができる。

本発明の一実施形態に係る造形システム１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形システム１０の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形装置１２の要部の構成の一例を示す。図１（ｃ）は、ヘッド部１０２の構成の一例を示す。 本例の造形装置１２により造形する造形物５０の一例を示す図である。 造形の動作を行うタイミングについて説明をする図である。図３（ａ）は、スライスデータの生成が完了した後に造形の動作を開始する場合の動作の例を示す。図３（ｂ）は、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う場合の動作の例を示す。図３（ｃ）は、実質的な造形時間よりもスライスデータの生成に要する時間の方が長くなる場合の動作の例を示す。図３（ｄ）は、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを遅らす場合の動作の例を示す。 本願の発明者が行った実験について説明をする図である。

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システム１０の一例を示す。図１（ａ）は、造形システム１０の構成の一例を示す。本例において、造形システム１０は、立体的な造形物を造形する造形システムであり、造形装置１２及びホストＰＣ１４を備える。

造形装置１２は、造形物の造形を実行する装置（３Ｄプリンタ）であり、ホストＰＣ１４から受け取る入力データに基づき、造形物５０の造形を行う。この場合、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、入力データは、例えば、造形装置１２において造形しようとする造形物５０を示すデータである。また、本例において、入力データは、ホストＰＣ１４において行われるレイアウト作業により作成されるデータであり、造形時における造形物５０の配置や向き等が指定された状態で、造形物５０を示す。配置や向き等が指定された状態で造形物５０を示すとは、例えば、造形システム１０のユーザにより指定された配置や向きを反映した状態で造形物５０を示すことである。

また、より具体的に、本例において、造形装置１２は、フルカラーでの着色がされた造形物を造形可能なフルカラー造形装置であり、ホストＰＣ１４から受け取る入力データに基づき、少なくとも表面が着色された造形物５０を造形する。造形物５０の表面が着色されるとは、例えば、造形物５０において外部から色彩を視認できる領域の少なくとも一部が着色されることである。また、少なくとも表面が着色された造形物５０については、例えば、表面の少なくとも一部が着色された造形物５０等と考えることもできる。

また、造形装置１２は、造形物の材料の層である材料層を予め設定された積層方向へ積層することにより、積層造形法で造形物５０の造形を行う。積層造形法については、例えば、複数の層を重ねて造形物５０を造形する方法等と考えることもできる。また、この場合、造形装置１２は、入力データに基づいて複数のスライスデータを生成し、それぞれのスライスデータに従って、造形物５０を構成するそれぞれの層を形成する。また、複数のスライスデータとしては、積層方向における互いに異なる位置における造形物５０の断面をそれぞれ示すデータを生成する。この場合、それぞれのスライスデータについて、例えば、各位置における造形物の断面を示す画像のデータ（断面画像データ）等と考えることもできる。

また、本例において、複数のスライスデータは、吐出位置指定データの一例である。この場合、吐出位置指定データとは、例えば、造形装置１２におけるヘッド部により造形物５０の材料を吐出する位置を示すデータのことである。また、ヘッド部とは、造形装置１２において造形物５０の材料を吐出する構成のことである。また、この場合、入力データについて、例えば、吐出位置指定データとは異なる形式で造形物５０を示すデータと考えることができる。

ホストＰＣ１４は、造形装置１２の外部に設けられたコンピュータであり、例えばユーザの操作に応じて、造形条件の設定等を行う。この場合、造形条件とは、例えば、造形装置１２において造形物５０を造形する場合に指定する条件のことである。また、より具体的に、本例において、ホストＰＣ１４では、造形条件を設定する動作として、レイアウト作業等を行う。レイアウト作業とは、例えば、造形時における造形物５０の配置や向きを指定する作業である。ホストＰＣ１４は、造形しようとする造形物５０を示すデータである造形物データを外部から受け取り、造形物データが示す造形物５０の配置や向き等をユーザの指示に応じて調整することで、入力データを生成する。この場合、造形物データについては、例えば、レイアウト前の状態で造形物５０を示すデータ等と考えることができる。また、入力データについては、例えば、レイアウト後の状態で造形物５０を示すデータ等と考えることができる。この場合、レイアウト後の状態で造形物５０を示すとは、例えば、指定された向き及び配置で造形物５０を示すことである。また、造形物データについては、例えば、ホストＰＣ１４の外部から受け取る代わりに、ユーザの操作等に応じてホストＰＣ１４において生成してもよい。また、造形装置１２においては、例えば、複数の造形物５０を同時に造形すること等も考えられる。この場合、ホストＰＣ１４におけるレイアウト作業では、同時に造形を行う複数の造形物５０について、向きや配置等を指定する。

また、ユーザがレイアウト作業を完了した後、ホストＰＣ１４は、生成した入力データについて、例えばネットワークを介して、造形装置１２へ送信する。この場合、入力データについて、例えば、造形装置１２に送られる造形のジョブのデータ等と考えることもできる。また、上記においても説明をしたように、本例において、造形装置１２は、入力データに従って直接的に造形の動作を行うのではなく、入力データに基づいて複数のスライスデータを生成して、複数のスライスデータに基づき、造形の動作を行う。そして、この場合、入力データとしては、例えば、造形装置１２の機種等に依存しないデータ（例えば、汎用の３Ｄデータ等）を好適に用いることができる。

続いて、造形装置１２の具体的な構成について、説明をする。図１（ｂ）は、造形装置１２の要部の構成の一例を示す。本例において、造形装置１２は、立体的な造形物５０を造形する造形装置であり、ヘッド部１０２、造形台１０４、走査駆動部１０６、データ生成部１０８、及び制御部１１０を有する。

尚、以下に説明をする点を除き、造形装置１２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、以下に説明をする点を除き、造形装置１２は、インクジェットヘッドを用いて造形物５０の材料となる液滴を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１２は、図示した構成以外にも、例えば、造形物５０の造形等に必要な各種構成を更に備えてよい。

ヘッド部１０２は、造形物５０の材料（造形の材料）を吐出する部分である。また、本例において、造形物５０の材料としては、インクを用いる。この場合、インクとは、例えば、機能性の液体のことである。また、本例において、インクについては、例えば、インクジェットヘッドから吐出する液体等と考えることもできる。また、より具体的に、ヘッド部１０２は、造形物５０の材料として、複数のインクジェットヘッドから、所定の条件に応じて硬化するインクを吐出する。そして、着弾後のインクを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して、積層造形法で造形物を造形する。この場合、それぞれのインクの層について、造形物５０を構成する材料層の一例と考えることができる。また、本例では、インクとして、紫外線の照射により液体状態から硬化する紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いる。また、ヘッド部１０２は、造形物５０の材料に加え、サポート層５２の材料を更に吐出する。これにより、ヘッド部１０２は、造形物５０の周囲に、必要に応じて、サポート層５２を形成する。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。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。

造形台１０４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１０２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１０４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１０６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。また、本例において、積層方向は、造形装置１２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）と直交する方向になっている。

走査駆動部１０６は、造形中の造形物５０に対して相対的に移動する走査動作をヘッド部１０２に行わせる駆動部である。この場合、造形中の造形物５０に対して相対的に移動するとは、例えば、造形台１０４に対して相対的に移動することである。また、ヘッド部１０２に走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１０２が有す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。また、本例において、走査駆動部１０６は、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１０２に行わせる。

この場合、主走査動作とは、例えば、造形中の造形物５０に対して相対的に主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作のことである。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へ造形中の造形物５０に対して相対的に移動する動作のことである。副走査動作については、例えば、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台１０４に対して相対的に移動する動作等と考えることもできる。また、積層方向走査とは、例えば、造形中の造形物５０に対して相対的に積層方向へヘッド部１０２を移動させる動作のことである。また、走査駆動部１０６は、造形の動作の進行に合わせてヘッド部１０２に積層方向走査を行わせることにより、積層方向において、造形中の造形物５０に対するインクジェットヘッドの相対位置を調整する。

データ生成部１０８は、入力データに基づいて複数のスライスデータを生成する処理部である。この場合、データ生成部１０８は、例えば、入力データが示す造形物５０に対するスライス処理等を行って、複数のスライスデータを生成する。また、この場合、それぞれのスライスデータとして、例えば、各位置での造形物５０の断面を示すラスタ画像のデータを生成する。また、本例において、ヘッド部１０２は、複数のスライスデータに基づき、造形に使用する各色のインクを吐出する。また、これにより、ヘッド部１０２は、それぞれのスライスデータに基づき、そのスライスデータに対応する断面を構成するインクの層を形成する。そのため、スライスデータについては、例えば、造形に使用する各色のインクを吐出する位置を指定するデータ等と考えることもできる。また、本例において、スライスデータは、造形物５０の周囲に形成されるサポート層５２の断面を更に示す。この場合、スライスデータに対応する断面を構成するインクの層について、例えば、造形物５０及びサポート層５２を構成するインクの層と考えることができる。

ここで、上記においても説明をしたように、本例においては、必要に応じてサポート層５２を形成しつつ、造形物５０の造形を行う。この場合、サポート層５２を形成する位置等については、例えば、ホストＰＣ１４において行うレイアウト作業において設定をすること等が考えられる。また、この場合、例えば、造形物５０の向きや配置等に応じて自動的に、サポート層５２を形成する位置等を設定することが考えられる。また、サポート層５２を形成する位置等については、例えばスライスデータの生成時に設定すること等も考えられる。この場合も、造形物５０の向きや配置等に応じて自動的に設定を行うことが考えられる。

また、スライスデータを生成する動作において、データ生成部１０８は、例えば、少なくとも、造形の解像度に合わせてラスタ画像のデータを生成するＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）処理を行う。また、スライスデータを生成する処理については、入力データを所定の形式の出力データに変換する処理等と考えることもできる。また、この場合、所定の形式の出力データとしては、例えば、造形装置１２の機種に依存する形式で造形物５０の各断面を示す形式のデータを用いることが考えられる。また、データ生成部１０８においては、例えば、スライスデータを生成するための公知の処理と同一又は同様にして、スライスデータの生成を行うことが考えられる。

制御部１１０は、例えば造形装置１２のＣＰＵであり、造形装置１２の各部を制御することにより、造形物５０の造形の動作等を制御する。この場合、造形の動作とは、例えば、ヘッド部１０２からインクを吐出することで造形物５０を構成するインクの層を形成する動作のことである。また、本例において、制御部１１０は、データ生成部１０８において生成するスライスデータに基づき、造形装置１２の各部を制御する。この場合、制御部１１０は、例えば、ヘッド部１０２におけるインクジェットヘッドの動作を制御することにより、造形物の造形に用いるインクをインクジェットヘッドに吐出させる。このように構成すれば、例えば、積層造形法での造形の動作を適切に実行することができる。

また、本例において、造形装置１２は、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行うことが可能に構成されている。この場合、造形物５０を造形する期間の少なくとも一部において、データ生成部１０８が複数のスライスデータを生成する動作を行っている間に、制御部１１０は、造形物５０の少なくとも一部を構成する複数のインクの層をヘッド部１０２に形成させる。また、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う動作については、例えば、データ生成部１０８において全てのスライスデータの生成が完了する前に造形の動作を開始する動作等と考えることもできる。また、本例において、制御部１１０は、入力データに基づき、造形の動作を開始するタイミングを決定して、そのタイミングで、造形の動作を開始させる。スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う特徴については、後に更に詳しく説明をする。

ここで、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１（ｃ）は、ヘッド部１０２の構成の一例を示す。本例において、ヘッド部１０２は、複数のインクジェットヘッド２０２、複数の紫外線光源２０４、及び平坦化ローラ２０６を有する。また、複数のインクジェットヘッド２０２として、少なくとも、サポート層５２の材料（Ｓ）用、白色のインク（Ｗ）用、着色用、及びクリアインク（Ｔ）用のインクジェットヘッドを有する。この場合、サポート層５２の材料とは、サポート層５２の材料として用いるインク（サポート材）のことである。また、白色のインクとは、例えば、造形物５０において光反射領域として用いる領域形成用のインクである。着色用のインクとは、着色に用いる複数の色の各色用のインクのことである。また、より具体的に、着色用のインクとしては、例えば、イエロー色（Ｙ色）、マゼンタ色（Ｍ色）、シアン色（Ｃ色）、及びブラック色（Ｋ色）の各色のインクを用いることが考えられる。また、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。これらの複数のインクジェットヘッドは、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。

また、複数の紫外線光源２０４は、インクを硬化させるための光源（ＵＶ光源）であり、それぞれのインクジェットヘッド２０２により吐出されたインクに紫外線を照射することにより、インクを硬化させる。複数の紫外線光源２０４のそれぞれは、例えば、間にインクジェットヘッド２０２の並びを挟むように、ヘッド部１０２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。紫外線光源２０４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２０４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、平坦化ローラ２０６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平坦化手段の一例である。平坦化ローラ２０６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、硬化前のインクと接触する。そして、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。この場合、平坦化ローラ２０６の動作については、例えば、硬化前のインクの一部をかき取る動作等と考えることもできる。以上のような構成のヘッド部１０２を用いることにより、造形物５０を構成するインクの層を適切に形成できる。また、複数のインクの層を重ねて形成することにより、造形物５０を適切に造形できる。

また、ヘッド部１０２の具体的な構成については、上記において説明をした構成に限らず、様々に変形することもできる。例えば、ヘッド部１０２は、着色用のインクジェットヘッドとして、上記以外の色用のインクジェットヘッドを更に有してもよい。また、ヘッド部１０２における複数のインクジェットヘッドの並べ方についても、様々に変形可能である。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もよい。また、データ生成部１０８について、制御部１１０と別の構成として設けるのではなく、制御部１１０にデータ生成部１０８を兼ねさせること等も考えられる。この場合、制御部１１０において複数のスライスデータを生成する処理について、制御部１１０がデータ生成部１０８として動作していると考えることができる。

続いて、本例の造形装置１２により造形する造形物５０の構成について、更に詳しく説明をする。図２は、本例の造形装置１２により造形する造形物５０の一例を示す図であり、積層方向（Ｚ方向）と直交する造形物５０の断面であるＸ−Ｙ断面の構成の一例を、サポート層５２とともに示す。また、この場合、Ｙ方向やＺ方向と垂直な造形物５０のＺ−Ｘ断面やＺ−Ｙ断面の構成も、同様の構成になる。

上記においても説明をしたように、本例において、造形装置１２は、少なくとも表面が着色された造形物５０を造形する。また、より具体的に、この場合、造形装置１２は、例えば図中に示すように、内部領域１５２、着色領域１５４、及び保護領域１５６を有する造形物５０を造形する。また、必要に応じて、造形物５０の周囲等にサポート層５２を形成する。

内部領域１５２は、造形物５０の内部を構成する領域である。また、内部領域１５２については、例えば、造形物５０の形状を構成する領域と考えることもできる。本例において、内部領域１５２は、白色のインクで形成されることにより、光反射領域を兼ねた領域になっている。この場合、光反射領域とは、例えば、着色領域１５４等を介して造形物５０の外側から入射する光を反射するための光反射性の領域のことである。

着色領域１５４は、着色用のインクにより形成されることで着色がされる領域である。本例において、造形装置１２は、ヘッド部１０２の各インクジェットヘッドから各色の着色用のインクとクリアインクとを吐出することにより、内部領域１５２の周囲に着色領域１５４を形成する。また、この場合、例えば、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の変化を一定の量に補填するために、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１５４の各位置を所望の色で適切に着色できる。

保護領域１５６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１２は、クリアインクを用いて、着色領域１５４の周囲に保護領域１５６を形成する。また、これにより、ヘッド部１０２は、透明な材料を用いて、着色領域１５４の外側を覆うように、保護領域１５６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。この場合、例えば、光反射領域を兼ねた内部領域１５２を形成するのではなく、内部領域１５２とは別に、内部領域１５２と着色領域１５４との間に光反射領域を形成してもよい。また、この場合、内部領域１５２については、サポート材以外の任意のインクを用いて形成することができる。また、造形物５０において、一部の領域を省略すること等も考えられる。また、造形物５０において、上記以外の領域を更に形成すること等も考えられる。

続いて、本例において造形の動作を行うタイミングについて、更に詳しく説明をする。図３は、造形の動作を行うタイミングの様々な例を示す。上記においても説明をしたように、本例において、造形装置１２は、複数のスライスデータを生成して、それぞれのスライスデータに従って、インクの層を形成する。また、この場合、少なくとも、それぞれのインクの層の形成を開始する前に、その層に対応するスライスデータを生成しておく必要がある。

そして、それぞれのインクの層の形成より前にそれぞれのスライスデータを生成することを考えた場合、最も単純には、例えば図３（ａ）に示すように造形の動作を行うことが考えられる。図３（ａ）は、スライスデータの生成が完了した後に造形の動作を開始する場合の動作の例を示す。また、図３（ａ）に示す動作については、例えば、スライスデータを生成するためのＲＩＰ処理の後に造形を行う動作（ＲＩＰ後造形の動作）等と考えることもできる。

また、より具体的に、この場合、図中にＴｓｓと示すタイミングは、スライスデータの生成を開始するタイミングである。また、Ｔｓｅと示すタイミングは、スライスデータの生成が完了するタイミングである。Ｔｍｓと示すタイミングは、造形の動作を開始するタイミングである。また、本例において、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓは、インクの層の形成を開始するタイミングである層形成開始タイミングの一例である。また、Ｔｍｅと示すタイミングは、造形の動作が完了するタイミングである。そして、図３（ａ）に示す動作においては、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｅ以降のタイミングＴｍｓで造形の動作を開始する。このように構成した場合、全てのスライスデータが生成された状態でそれぞれのインクの層を形成することになる。そのため、それぞれのインクの層を形成するタイミングでは、確実に、対応するスライスデータが生成されていることになる。

しかし、スライスデータの生成には、多くの時間がかかる場合がある。そのため、図３（ａ）に示すようにスライスデータの生成や造形の動作を行う場合、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓが遅くなり、造形の動作が完了するタイミングＴｍｅまでの時間が長時間化する場合がある。また、その結果、造形物５０の造形を効率的に行うことが難しくなる場合がある。

これに対し、造形物５０の造形をより効率的に行うためには、上記においても説明をしたように、例えば、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行うことが考えられる。図３（ｂ）は、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う場合の動作の例を示す。また、図３（ｂ）に示す動作については、例えば、スライスデータを生成するためのＲＩＰ処理と造形とを同時に行う動作（ＲＩＰ＆造形の動作）等と考えることもできる。

この場合、例えば図中に示すように、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓと造形の動作を開始するタイミングＴｍｓとを同時にする。スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓと造形の動作を開始するタイミングＴｍｓとを同時にするとは、例えば、最初のスライスデータが生成されたタイミングで造形の動作を開始することである。また、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓと造形の動作を開始するタイミングＴｍｓとを同時にするとは、例えば、それぞれの動作を開始するために必要な処理等を考慮して、実質的に同時にすることであってよい。このように構成した場合、造形の動作が完了するタイミングＴｍｅまでの時間について、例えば図３（ａ）に示す場合と比べて短縮することができる。また、これにより、例えば、造形物５０の造形をより効率的に行うことができる。

しかし、上記においても説明をしたように、スライスデータの生成には、多くの時間がかかる場合がある。また、造形しようとする造形物５０の形状や色によっては、実質的な造形時間よりもスライスデータの生成に要する時間の方が長くなる場合もある。この場合、実質的な造形時間とは、例えば、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓから造形の動作が完了するタイミングＴｍｅまでの時間のうち、後に詳しく説明をするような造形の動作を一時的に停止する期間を除いた時間のことである。

図３（ｃ）は、実質的な造形時間よりもスライスデータの生成に要する時間の方が長くなる場合の動作の例を示す。この場合、例えば、それぞれのスライスデータの生成に時間がかかることにより、造形の動作の途中において、次に形成するインクの層に対応するスライスデータの生成が間に合わなくなることが考えられる。そして、この場合、例えば、造形の動作を一時的に停止して、スライスデータの生成を待つことが必要になる。また、図３（ｃ）においては、造形の動作を停止するタイミングについて、簡略化して示している。実際の造形時には、例えば、一定の層数のインクの層を形成する毎にスライスデータの生成が間に合わなくなり、造形の動作を一時的に停止することが考えられる。

そして、このような場合、造形の動作が完了するタイミングＴｍｅは、全てのスライスデータが完了するタイミングＴｓｅの後に、少なくとも１つのインクの層を形成したタイミングになる。そのため、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓから造形の動作が完了するタイミングＴｍｅまでの時間は、実質的な造形時間よりも長い時間になる。また、この場合、造形の動作を一時的に停止することにより、造形物５０の品質に影響が生じる場合がある。より具体的に、造形の動作を一時的に停止した場合、次のインクの層の形成を開始する前に、このような停止を行わない場合と比べて、余計な待ち時間が発生することになる。そして、この場合、余計な待ち時間の影響により、待ち時間の前後等に形成するインクの層の状態に影響が生じ、意図しない目立つ縞が発生する場合がある。そのため、造形物５０に求められる品質によっては、このように造形の動作が一時的に停止することが好ましくない場合がある。

これに対し、本例においては、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓと造形の動作を開始するタイミングＴｍｓとを同時にするのではなく、スライスデータの生成を開始してからある程度の時間が経ってから造形の動作を開始することで、少なくとも一部の期間においてスライスデータの生成と造形の動作とを並行に行いつつ、スライスデータの生成が間に合わなくなることで造形の動作の一時停止が生じることを防止する。図３（ｄ）は、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを遅らす場合の動作の例を示す。この場合、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓよりも造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを遅らせることにより、スライスデータの生成がある程度進んだ時点で、造形の動作を開始する。そして、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓ以降において、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う。

ここで、造形の動作が一時停止することで生じる造形品質への影響については、例えば、停止する時間が長くなることでより大きくなると考えられる。そのため、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについては、例えば、造形の動作が一時的に停止する時間が予め設定された上限時間になるように設定することが考えられる。また、上限時間については、例えば、求められる造形の品質等において問題となる意図しない目立つ縞等が発生しない範囲内に設定することが考えられる。また、この場合、造形装置１２における制御部１１０（図１参照）は、造形物５０を構成するそれぞれのインクの層の形成を開始する前にそのインクに層に対応するスライスデータの生成が完了しているように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定することが好ましい。このように構成すれば、例えば、スライスデータの生成が間に合わないことで余計な待ち時間が発生することを適切に防ぐことができる。

また、図３（ｄ）に示す動作について、造形物５０を構成する複数のインクの層に関し、積層方向において連続して重なる２つのインクの層を形成する間に空く時間である層間時間に着目すると、例えば、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについて、造形物５０を構成する複数のインクの層の形成中に層間時間が予め設定された上限時間を超えないように設定する動作等と考えることできる。また、この場合、層間時間について、より具体的には、例えば、積層方向において連続して重なる２つのインクの層のうち、下側のインクの層の形成後、上側のインクの層の形成を開始するまでに空く時間等と考えることができる。このように構成すれば、例えば、層間時間を所定の上限時間以下にすることで、意図しない目立つ縞が発生すること等を防いで、高品質の造形物５０を適切に造形することができる。また、この場合、層間時間の上限時間については、例えば、上記のような余計な待ち時間が発生しない場合にも生じる層間時間に合わせて設定することが好ましい。より具体的に、この場合、例えば、連続する２つのインクの層を形成する合間に行う積層方向走査等に要する時間に所定の余裕分を加えた時間を層間時間の上限時間に設定すること等が考えられる。

また、上記においても説明をしたように、本例において、造形装置１２は、それぞれのインクの層を形成する動作において、ヘッド部１０２（図１参照）に主走査動作を行わせる。そのため、造形の動作が一時的に停止する時間の上限時間については、連続する２回の主走査動作の間に空く時間と関連付けて考えることもできる。この場合、造形装置１２の制御部１１０は、例えば、造形物５０の造形時に行う主走査動作に関し、連続する２回の主走査動作について、先の主走査動作が完了してから後の主走査動作を開始するまでの時間が予め設定された上限時間を超えないように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。このように構成すれば、例えば、層間時間が上限時間を超えることを適切に防ぐことができる。

ここで、上記のように、スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓよりも造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを遅らせた場合、データ生成部１０８においてある程度の数のスライスデータを生成した後に、最初のインクの層の形成を開始することになる。そして、この場合、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについて、単純に考えるのであれば、予め設定された一定の数のスライスデータを生成した時点に設定すればよいようにも思われる。

しかし、造形装置１２においては、様々な形状や色の造形物を造形することが考えられる。そして、例えば入力データに基づいてスライスデータを生成する場合において、スライスデータの生成に要する時間は、通常、造形物５０の形状や色等によって、大きく差が生じることになる。より具体的に、例えば、単純な形状及び色の造形物５０を造形する場合と、複雑な形状及び色の造形物５０を造形する場合とでは、スライスデータの生成に要する時間が１０倍以上も異なる場合もある。そして、このような場合において、単純に一定の数のスライスデータを生成してから最初のインクの層の形成を開始するのであれば、スライスデータの生成に時間がかかる場合にも造形の動作が一時的に停止しないように、多くの余裕を持った数のスライスデータを予め生成することが必要になる。そして、この場合、造形物５０の形状等によっては、必要以上の多くの数のスライスデータを形成してから造形の動作を開始することになり、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓが過度に遅くなること等も考えられる。また、その結果、造形の動作が完了するタイミングＴｍｅも大きく遅れることになる。

また、造形物５０の造形時に形成するインクの層数は、通常、積層方向における造形物５０の高さ等に応じて相違する。そのため、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓから造形の動作が完了するタイミングＴｍｅまでの時間は、通常、造形物５０毎に様々に異なることになる。そして、この場合、造形の動作を開始するまでの形成しておくべきスライスデータの数についても、造形物５０の形状等によって様々に異なることになる。

そのため、造形に要する時間をより適切に短縮するためには、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについて、造形物５０の形状や色等を考慮して、個別に設定を行うことが好ましい。そして、この場合、例えば、ホストＰＣ１４（図１参照）から受け取る入力データに基づいて造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定することが考えられる。また、この場合、造形装置１２の制御部１１０は、入力データに基づき、造形物５０を構成する複数のインクの層の形成中に層間時間が上限時間を超えないように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。また、より具体的に、この場合、データ生成部１０８は、例えば、積層方向における下側のインクの層に対応するスライスデータから順番に、それぞれのスライスデータを生成する。また、制御部１１０は、例えば、入力データに基づき、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓよりも前に生成しておくスライスデータの数である準備データ数を決定する。そして、準備データ数分のスライスデータの生成が完了した後に造形物５０を構成する複数のインクの層の形成を開始するように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。このように構成すれば、例えば、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについて、造形物５０の特徴に応じて個別かつ適切に設定することができる。

以上のように、本例によれば、例えば、図３（ｄ）に示すように造形の動作を行うことで、スライスデータの生成が間に合わないことで余計な待ち時間が発生すること等を適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、意図しない目立つ縞が発生すること等を防いで、高い品質の造形物５０を適切に造形することができる。また、この場合、例えば図３（ｂ）、（ｃ）に示すように単純にＲＩＰ＆造形の動作の動作を行うと問題が生じる造形物５０を造形する場合にも、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を適切に行うことができる。また、これにより、例えば図３（ａ）に示すような動作で造形を行う場合等と比べ、造形を開始するまでの待ち時間を短縮して、造形に要する時間を適切に短縮することができる。

続いて、本例において行う造形の動作の特徴等について、更に詳しく説明をする。上記においても説明をしたように、本例において、図３（ｄ）に示すように造形の動作を行う場合、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの前に、スライスデータの生成を開始する。また、この場合、スライスデータの生成に用いる入力データについては、例えば、造形装置１２に送られる造形のジョブのデータ等と考えることができる。そのため、図３（ｄ）に示す造形の動作については、例えば、造形装置１２においてインクの層の形成を行っていない期間にジョブのキューにあるデータを予めスライスしておく動作等と考えることもできる。この場合、造形装置１２においてインクの層の形成を行っていない期間とは、例えば、造形装置１２がアイドル状態になっている期間である。また、この場合、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの前の期間において、全てのスライスデータを生成するのではなく、少なくとも、造形の動作の一時的な停止を防げるだけの数のスライスデータを生成すればよい。また、この場合、必要な数のスライスデータが溜まるまでの間は、造形の動作を開始せず、スライスデータが十分に溜まってから、造形の動作を開始する。また、制御部１１０は、データ生成部１０８においてスライスデータの生成を開始した後に、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定してもよい。この場合、例えば、データ生成部１０８において予め設定された数のスライスデータの生成を行うのに要した時間に基づき、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定すること等が考えられる。また、この場合、入力データに基づいてスライスデータを生成し、その結果である処理に要した時間等に基づいて造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する動作について、入力データに基づいてタイミングＴｍｓを設定する動作の一例と考えることができる。

また、図３（ｄ）に示すように造形の動作を行う場合、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓについて、ある程度の余裕が生じるように設定することが考えられる。そして、この場合、造形に要する時間については、図３（ｃ）に示すように造形の動作を行う場合よりも長くなる場合もある。一方で、造形に求められる品質によっては、例えば、意図しない目立つ縞等を防ぐことよりも、造形に要する時間をより短縮することが求められる場合もある。そして、このような場合には、入力データに基づいて造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定するよりも、できるだけ早いタイミングでインクの層の形成を開始することが好ましい。そのため、造形装置１２において、制御部１１０は、ユーザの指示に基づき、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの調整を行うか否かを決定してもよい。そして、例えば、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの調整を行うと決定した場合、制御部１１０は、例えば、意図しない目立つ縞等を防ぐように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。また、この場合、制御部１１０は、例えば、複数のインクの層の形成中に層間時間が上記のような上限時間を超えないように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。また、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの調整を行わないと決定した場合、制御部１１０は、例えば、できるだけ早くインクの層の形成を開始するように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓを設定する。この場合、制御部１１０は、例えば、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓとして、データ生成部１０８がスライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓに合わせたタイミングを設定する。スライスデータの生成を開始するタイミングＴｓｓに合わせたタイミングとは、例えば、データ生成部１０８が複数のスライスデータの生成を開始した後、最初のインクの層の形成が可能になるタイミングである。また、より具体的に、このタイミングは、例えば、データ生成部１０８が最初のスライスデータを生成した直後のタイミング等である。このように構成すれば、例えば、造形に求められる品質等に応じて、より適切に造形物５０の造形を行うことができる。

続いて、造形の動作が一時的に停止した場合に生じる問題点について、更に詳しく説明をする。積層造形法において造形の材料（インク）を積層することで造形物５０を造形する場合、例えば造形物５０の表面において傾斜している部分等に、インクの層の厚さの影響により、定期的な縞状の模様（積層縞）が形成される場合がある。しかし、通常、このような積層縞は一定の間隔で規則的に形成されるため、造形物５０の見た目に大きな違和感等は生じ難い。これに対し、スライスデータを生成する処理と並行して造形の動作を行う場合において、スライスデータの生成が間に合わなくなることで造形の動作を一時的に停止すると、上記においても説明をしたように、その影響により、例えばインクの層の状態にわずかな変化が生じる場合がある。また、その結果、その位置付近の縞の見え方に影響が生じ、意図しない目立つ縞が形成される場合がある。そして、このような目立つ縞が形成されると、通常、造形物５０の品質が低下することになる。

また、この点に関し、本願の発明者は、造形の動作を停止することの影響について、様々な実験により、確認を行った。図４は、本願の発明者が行った実験について説明をする図であり、造形の動作を一時的に停止する時間を変化させつつ造形を行った実験の結果である造形物の一部を写真により示す。写真において造形物に書かれている数字は、造形中に造形の動作を一時的に停止させた時間（造形停止時間）である。また、図中に示すように、この実験では、造形停止時間を、３分、２分、１分、０．５分、０．２５分と変更しつつ造形を行い、積層縞の目立ち具合の変化を観察した。

写真からわかるように、造形停止時間が長くなると、積層縞が非常に目立つ状態になる。これに対し、本例においては、上記においても説明をしたように、造形の動作を開始するタイミングＴｍｓの調整を行うことにより、造形の動作の開始後に造形の動作が長時間停止することを適切に防ぎ、連続的に造形の動作を実行することができる。そのため、本例によれば、意図しない目立つ縞が形成されること等を適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、高い品質の造形物５０を適切に造形できる。

ここで、紫外線硬化型インクを用いて造形物５０を造形する場合、それぞれのインクの層の形成時にインクを十分に硬化させておけば、造形の動作を一時停止したとしても、造形物５０の品質への影響は生じないようにも思われる。しかし、積層造形法で造形を行う場合、積層するそれぞれのインクの層について、層間に十分な接着性が生じている状態で形成することが必要になる。また、この点に関し、紫外線硬化型インクは、通常、ある程度硬化が進んだ時点で、粘着性の状態になり、高い接着性を有する状態になる。一方で、完全に硬化した状態において、紫外線硬化型インクは、通常、粘着性がない状態になる。そのため、紫外線硬化型インクを用いて造形物５０を造形する場合において、それぞれのインクの層の形成時にインクを完全に硬化させると、層間の接着性が不十分になる場合があり。そのため、それぞれのインクの層の形成時において、少なくとも層が形成された直後の時点では、インクを完全には硬化させずに、粘着性を有する状態にしておくことが好ましい。また、より具体的に、この場合、ヘッド部１０２における紫外線光源２０４での紫外線の照射の仕方について、連続して重なる２つのインクの層を形成する動作において、下側のインクの層の形成時に、少なくともインクの層の上面が接着性を有する状態になるように紫外線を照射することが好ましい。このように構成すれば、例えば、下側のインクの層の上面について、少なくとも上側のインクの層の形成を開始するまで間、接着性を保たせることができる。また、この状態については、例えば、少なくとも層間時間が経過した時点まで接着性を保つ状態等と考えることもできる。しかし、この場合、インクが完全には硬化していないため、造形停止時間が長くなると、層間時間が長くなることで、例えばインクの層を構成するインクのドットの平坦化が進み、インクの層の状態に変化が生じると考えられる。また、その結果、上記において説明をしたように、造形停止時間が長くなると、積層縞が非常に目立つ状態になる。

尚、積層造形法で造形を行う場合、それぞれのインクの層について、形成した直後の時点で完全に硬化していなくても、その上に重なるインクの層の形成時等に更に紫外線が照射されることで、通常、造形が完了するまでの間に、完全に硬化すると考えられる。また、この場合、必要に応じて、例えば造形の動作の最後等に、インクの硬化を完了させるための紫外線を照射してもよい。

また、積層造形法で造形を行う場合、１つのインクの層を形成する動作の中で、複数回の主走査動作を行う場合もある。そして、この場合、このような複数回の主走査動作の間に空く時間についても、造形物５０の品質に大きな影響を与えるようにも思われる。しかし、上記において説明をした積層縞は、それぞれのインクの層の厚さに対応して形成される縞である。また、積層造形法で造形を行う場合、通常、上記において説明をした構成のように、平坦化ローラ２０６（図１参照）のような平坦化手段を用いて、インクの層を平坦化する。そして、この場合、平坦化の動作に伴い、インクの層の厚さは、予め設定された所定の厚さに調整されることになる。そのため、この場合、１つのインクの層を形成する動作の中での複数回の主走査動作の間に空く時間が変化したとしても、最終的なインクの層の厚さへの影響は、実質的に生じないと考えられる。また、この点からも、意図しない目立つ縞が形成されること等を適切に防ぐためには、上記においても説明をしたように、層間時間の長時間化の防止が重要であることがわかる。

本発明は、例えば造形装置に好適に利用できる。

１０・・・造形システム、１２・・・造形装置、１４・・・ホストＰＣ、５０・・・造形物、５２・・・サポート層、１０２・・・ヘッド部、１０４・・・造形台、１０６・・・走査駆動部、１０８・・・データ生成部、１１０・・・制御部、１５２・・・内部領域、１５４・・・着色領域、１５６・・・保護領域、２０２・・・インクジェットヘッド、２０４・・・紫外線光源、２０６・・・平坦化ローラ

Claims (11)

1. 造形物の材料の層である材料層を予め設定された積層方向へ積層することで前記造形物を造形する造形装置であって、
   前記造形物の材料を吐出するヘッド部と、
   前記ヘッド部により前記造形物の材料を吐出する位置を示すデータである吐出位置指定データを生成するデータ生成部と、
   前記ヘッド部及び前記データ生成部の動作を制御する制御部と
   を備え、
   前記データ生成部は、前記吐出位置指定データとは異なる形式で前記造形物を示す入力データに基づき、前記吐出位置指定データを生成し、
   積層方向において連続して重なる２つの前記材料層のうち、下側の前記材料層の形成後、上側の前記材料層の形成を開始するまでに空く時間を層間時間と定義した場合、
   前記造形物を造形する期間の少なくとも一部において、前記データ生成部が前記吐出位置データを生成する動作を行っている間に、前記制御部は、前記造形物の少なくとも一部を構成する複数の前記材料層を前記ヘッド部に形成させ、
   かつ、前記複数の材料層の形成を開始するタイミングである層形成開始タイミングについて、前記複数の材料層の形成中に前記層間時間が予め設定された上限時間を超えないように設定することを特徴とする造形装置。
2. 前記制御部は、前記入力データに基づき、前記複数の材料層の形成中に前記層間時間が前記上限時間を超えないように、前記層形成開始タイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
3. 前記データ生成部は、前記吐出位置指定データとして、前記積層方向における互いに異なる位置での前記造形物の断面をそれぞれ示す複数のデータである複数のスライスデータを生成し、
   前記制御部は、それぞれの前記スライスデータに基づき、前記ヘッド部に、前記造形物を構成するそれぞれの前記材料層を形成させ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. 前記制御部は、前記複数の材料層におけるそれぞれの前記材料層の形成を開始する前に当該材料層に対応する前記スライスデータの生成が完了しているように、前記層形成開始タイミングを設定することを特徴とする請求項３に記載の造形装置。
5. 前記データ生成部は、前記積層方向における下側の前記材料層に対応する前記スライスデータから順番に、それぞれの前記スライスデータを生成し、
   前記制御部は、前記入力データに基づき、前記層形成開始タイミングよりも前に生成しておく前記スライスデータの数である準備データ数を決定し、前記準備データ数分の前記スライスデータの生成が完了した後に前記複数の材料層の形成を開始するように、前記層形成開始タイミングを設定することを特徴とする請求項４に記載の造形装置。
6. 予め設定された主走査方向へ前記造形物に対して相対的に移動しつつ前記造形の材料を吐出する主走査動作を前記ヘッド部に行わせる走査駆動部を更に備え、
   前記制御部は、連続する２回の前記主走査動作について、先の前記主走査動作が完了してから後の前記主走査動作を開始するまでの時間が前記上限時間を超えないように、前記層形成開始タイミングを設定す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. 前記造形物の材料は、紫外線の照射により硬化する材料であり、
   前記ヘッド部は、
   前記造形の材料を吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドにより吐出された前記造形の材料に紫外線を照射する紫外線光源と
   を有することを特徴とする請求項６に記載の造形装置。
8. 前記下側の前記材料層の形成時において、前記紫外線光源は、少なくとも前記下側の前記材料層の上面が接着性を有する状態になるように、前記下側の前記材料層を構成する前記造形の材料を硬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. 前記ヘッド部は、硬化前の前記造形の材料と接触することで前記材料層を平坦化する平坦化手段を更に有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. 前記制御部は、ユーザの指示に基づき、前記層形成開始タイミングの調整を行うか否かを決定し、
    前記層形成開始タイミングの調整を行うと決定した場合、前記複数の材料層の形成中に前記層間時間が前記上限時間を超えないように前記層形成開始タイミングを設定し、
    前記層形成開始タイミングの調整を行わないと決定した場合、前記層形成開始タイミングとして、前記データ生成部が前記吐出位置データの生成を開始するのに合わせたタイミングを設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造形装置。
11. 造形物の材料の層である材料層を予め設定された積層方向へ積層することで前記造形物を造形する造形方法であって、
    前記造形物の材料を吐出するヘッド部を用い、
    前記ヘッド部により前記造形物の材料を吐出する位置を示すデータである吐出位置指定データを生成するデータ生成部により、前記吐出位置指定データとは異なる形式で前記造形物を示す入力データに基づき、前記吐出位置指定データを生成し、
    積層方向において連続して重なる２つの前記材料層のうち、下側の前記材料層の形成後、上側の前記材料層の形成を開始するまでに空く時間を層間時間と定義した場合、
    前記造形物を造形する期間の少なくとも一部において、前記データ生成部が前記吐出位置データを生成する動作を行っている間に、前記造形物の少なくとも一部を構成する複数の前記材料層を前記ヘッド部に形成させ、
    かつ、前記複数の材料層の形成を開始するタイミングである層形成開始タイミングについて、前記複数の材料層の形成中に前記層間時間が予め設定された上限時間を超えないように設定することを特徴とする造形方法。