JP6418835B2 - 立体造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体造形装置に関するものである。

従来、立体的な造形対象物を平行な面で切断した断面に対応する層を、ステージ上に順次積層することによって、造形対象物の３次元モデルとなる造形物を形成する立体造形装置が知られている。
特許文献１には、造形物に応じて造形層毎に加熱条件決定する立体造形装置が記載されている。このような立体造形装置においては、造形物の形成がステージ上で完了した後、くさび状の金属片等を用いて使用者がこそぎとることでステージ上から造形物を剥離していた。

特開２０１３−１７６８９３号公報

しかしながら、従来のような、くさび状の金属片等を用いて使用者が造形物をこそぎとる方法では、次のようなことが懸念される。
ステージ上に積層することで造形物を形成する際に、積層物（造形物）がステージ上で変形しないように、ステージ上に積層物をしっかり固定する場合には、ステージ上から造形物を剥離するのが困難となることが懸念される。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、ステージ上に造形物を形成する立体造形装置において、ステージ上から造形物を剥離し易くすることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
３Ｄデータに基づいて造形材料をステージ上に配置することで、造形物を形成する立体造形装置において、
前記ステージ上から前記造形物が剥離される際の剥離動作を補助する補助動作を実行する剥離補助手段と、
前記造形材料の種類に関する情報を取得する手段と、を備えており、
前記剥離補助手段は、前記造形材料の種類に応じて前記補助動作を制御する
ことを特徴とする。
また、立体物の造形方法であって、
立体物の造形方法であって、
造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程と、
前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部の温度が前記接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた目標温度となるように前記接触部を加熱または冷却して、前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
を有することを特徴とする。
また、立体物の造形方法であって、
立体物の造形方法であって、
造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程と、
前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた種類及び／又は量の流体を、前記ステージと造形物との間に放出して前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
を有することを特徴とする。
また、立体物の造形方法であって、
立体物の造形方法であって、
造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程と、
前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた振動数及び／又は時間で、前記ステージを振動させて前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ステージ上に造形物を形成する立体造形装置において、ステージ上から造形物を剥離し易くすることが可能となる。

実施例１における立体造形装置の全体構成を示す概略断面図 実施例１の立体造形装置における制御の構成を説明するためのブロック図 実施例１の立体造形装置における制御フローを示すフローチャート図 実施例１のカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図 実施例１のカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図 実施例４のカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図 実施例５のカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図 実施例６のカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図

本発明の実施形態に係る立体造形装置は、ステージと、ステージに配置された造形物との剥離動作を補助する剥離補助手段を備える。剥離補助手段の剥離補助動作より、ステージ上からの造形物の剥離を容易にすることができる。剥離補助手段による剥離補助動作は特に問わないが、例えば、造形物のステージとの接触部の温度を調整したり、接触部の少なくとも一部を流体へ溶解させたり、造形物とステージとに振動を加えたりすることが補助動作として挙げられる。剥離補助動作の設定値は、造形物のステージとの接触部の材料に応じて決定されることが好ましい。設定値とは、例えば、剥離補助動作として造形物のステージとの接触部の温度を調整する場合は、その温度のことを指す。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配置、装置形状等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
本実施例では、剥離補助手段が、造形物のステージとの接触部の温度を調整することで剥離補助動作を行う立体造形装置について説明をする。
図１は、実施例１における、熱溶着による積層を行う立体造形装置１００の全体構成を示す概略断面図である。
立体造形装置１００は造形物１１５を造形（形成）するための装置であり、立体的な造形対象物を平行な面で切断した断面に対応する層（対応層）を、ステージ（支持部）１１４上に順次積層することで、造形対象物の３次元モデルとなる造形物１１５を形成する。
立体造形装置１００は、画像形成ユニット１０１、転写ユニット１０２、積層造形ユニット１０３、制御ユニット１０４、及び操作ユニット１０５を備えている。

画像形成ユニット１０１は、感光ドラム１０７を備えたカートリッジ（プロセスカートリッジ）１０６、第一転写ベルト１０８、転写ローラ１０９、及び転移ローラ１１０を有する。カートリッジ１０６は画像形成ユニット１０１のユニット本体に対して着脱可能に設けられている。また、転写ユニット１０２は、第二転写ベルト１１１、回転ローラ１１２、転移ローラ１１７、及びヒータ１１３を有する。また、積層造形ユニット１０３は、ステージ１１４を有する。ステージ１１４には、剥離動作を補助するための温度制御が行われるヒータ１１６が組み込まれている。ヒータ１１６により加熱されることで、ステージ１１４の表面（造形物１１５との接触部、以下、ステージ表面）１１４ａの温度が制御される。また、制御ユニット１０４は、コントローラやユーザインターフェース、各種Ｉ／Ｏインターフェースを備えた制御部を内蔵し、装置全体の各種制御を司る。

カートリッジ１０６は複数（本実施例では４種類分）設けられており、使用者は各カートリッジ１０６をそれぞれ、立体造形装置本体に正面から挿入して装着する。複数のカートリッジ１０６は、第一転写ベルト１０８の搬送方向に沿って並設されており、各カートリッジ１０６は、各転写ローラ１０９の上方に、第一転写ベルト１０８を介して各転写ローラ１０９に対向するように配置されている。第一転写ベルト１０８は、カートリッジ１０６に設けられた感光ドラム１０７と、転写ローラ１０９との間で挟持されるように配置されている。

各カートリッジ１０６には、各造形材料がそれぞれ独立して貯蔵（収容）されている。ここで、造形材料は、造形物１１５を構成するための構造材、又は、造形中に造形物が変形することを防止するためのサポート材（支持材）である。
各カートリッジ１０６に貯蔵されている造形材料は、感光ドラム１０７に供給される。各カートリッジ１０６に設けられた、各造形材料に対応する感光ドラム１０７は、画像形
成動作時の搬送方向（図１に示す矢印ａ方向）に沿って並んでいる。

ここで、画像形成ユニット１０１で行われる画像（積層断面画像）形成動作について説明する。
光学系により露光された感光ドラム１０７に、粒径５〜１００μｍの造形材料が供給されることで感光ドラム１０７上に画像が形成される。感光ドラム１０７上に形成された画像は、感光ドラム１０７と転写ローラ１０９とに挟持された第一転写ベルト１０８上に転写され、第一転写ベルト１０８上に画像が形成される。
第一転写ベルト１０８上に形成された画像は、第一転写ベルト１０８の移動に伴い転移ローラ１１０まで搬送される。

画像形成ユニット１０１と転写ユニット１０２において、転移ローラ１１０と転移ローラ１１７とは、第一転写ベルト１０８と第二転写ベルト１１１を挟んで対向配置されている。そして、第一転写ベルト１０８上に形成された画像は、第一転写ベルト１０８と第二転写ベルト１１１との接触部で、第二転写ベルト１１１に転写される。
なお、本発明は、上述したレーザ方式のプリンタの画像形成方法に限定されず、サーマルプリンタ（昇華型、熱転写型など）、ドットインパクトプリンタ、ＬＥＤプリンタ、インクジェットプリンタなど、様々な方式のプリンタの画像形成方法に適用可能である。

転写ユニット１０２において、第二転写ベルト１１１上に転写された画像は、第二転写ベルト１１１の移動に伴い図１に示す矢印ｂ方向に搬送され、ヒータ１１３まで搬送される。第二転写ベルト１１１上の画像は、ヒータ１１３により、所定の造形単位の長さ毎に積層造形ユニット１０３内で形成されている造形物１１５に熱溶着される。ここで、所定の造形単位の長さは、造形する造形物１１５のサイズに応じて異なる。例えば、造形物１１５の断面の大きさがＬ版写真サイズ相当の場合では搬送方向の長さは１３５ｍｍ、Ａ４サイズ相当では搬送方向の長さは２９７ｍｍとなる。初回の熱溶着時には、ステージ１１４上（ステージ表面１１４ａ）に第二転写ベルト１１１上の画像が熱溶着されることとなる。

積層造形ユニット１０３において、ステージ１１４上で熱溶着による積層が行われることで、ステージ１１４上に造形物１１５が造形される。熱溶着時、ステージ１１４は、第二転写ベルト１１１の移動動作と同期してｄ方向に移動する。熱溶着後、積層の厚みに従ってｅ方向に下降し、ｆ方向に移動する。造形が終了した際には、ステージ１１４はｄ方向に移動する。異なる造形物１１５の造形を開始する際には、ステージ１１４はｃ方向に移動する。ただし、方向ｃ〜ｆは装置構成によっては図示した以外の方向でもよい。
操作ユニット１０５は、指定のオーダ造形物が造形中か造形終了か等、オーダ毎の造形状況の確認や、造形材料残量等の装置状態の確認、ベルトクリーニング等の装置メンテナンスの実施を行うために操作者が操作／確認するためのユニットである。

図２は、本実施例の立体造形装置１００における制御の構成を説明するためのブロック図である。
立体造形装置１００は、Ｃｌｉｅｎｔ（クライアント）端末２０１から３Ｄデータを受信し、造形を行う。
コントロール部２０３は、Ｃｌｉｅｎｔ端末２０１から３Ｄデータを受信し、シートデータを生成し、生成したシートデータをプリントエンジン部２０４に送信する。また、コントロール部２０３は、アウトプットスプーラ２１０に記録されているシートデータが全てプリントエンジン部２０４で造形されたかどうかを確認するジョブの終了判断を行い、ジョブ終了時にはプリントエンジン部２０４に通知する。
また、コントロール部２０３は、受信した３Ｄデータを入力バッファ（インプットスプーラ）２０５に記録する。

ジョブ解析部２０６は、入力バッファ２０５から３Ｄデータを受信し、解析処理を行い、ジョブ解析結果をレイアウト指示部２０７及びＵＩ（ユーザインターフェース）部２０９に送信する。また、ジョブ解析部２０６は、レイアウト指示部２０７からレイアウト指示の終了通知を受信する。
ＵＩ部２０９は、ジョブ解析部２０６からジョブ解析結果を受信し、ＵＩに表示する。
レイアウト指示部２０７は、ジョブ解析部２０６からジョブ解析結果を受信し、レイアウト情報を整理し、ジョブ解析結果とレイアウト指示とを画像処理部２０８に送信する。また、レイアウト指示部２０７は、画像処理部２０８から画像処理の終了通知を受信する。また、レイアウト指示部２０７は、ジョブ解析部２０６にレイアウト指示の終了通知を送信する。

画像処理部２０８は、レイアウト指示部２０７からジョブ解析結果とレイアウト指示とを受信し、画像処理を行い、画像処理の終了通知をレイアウト指示部２０７に送信する。また、画像処理部２０８は、画像処理結果をアウトプットスプーラ２１０に送信する。
画像処理部２０８は、受信したジョブ解析結果を誤り訂正部２１５で必要に応じて誤り訂正し、訂正後のジョブ解析結果及びレイアウト情報をスライス部２１６に送信する。
スライス部２１６は、誤り訂正部２１５から訂正後のジョブ解析結果およびレイアウト情報を受信し、スライス処理を行い、スライス画像及びレイアウト情報を面付け処理部２１７に送信する。

面付け処理部２１７は、スライス部２１６からスライス画像及びレイアウト情報を受信し、レイアウト処理を行い、シートデータをアウトプットスプーラ２１０に送信する。
アウトプットスプーラ２１０は、画像処理部２０８からシートデータを受信し、シートデータを記録し、シートデータをプリントエンジン部２０４に送信する。

プリントエンジン部２０４は、コントロール部２０３からシートデータを受信し、造形を行う。また、プリントエンジン部２０４は、ジョブ終了を通知された場合には、温度制御部２１４に対して、ステージ１１４上から造形物１１５を剥離するためのヒータ１１６の温度制御を行うよう指示する。ここで、温度制御部２１４及びヒータ１１６は、剥離補助手段に相当する。
また、プリントエンジン部２０４では、受信したシートデータを色変換部２１１に送信する。色変換部２１１は、受信したシートデータを必要に応じて色変換し、シートデータをプリント部２１２に送信する。

プリント部２１２は、色変換部２１１からシートデータを受信し、造形を行う。また、プリント部２１２は、カートリッジ検知部２１３から造形時及び剥離時それぞれの設定値を受信する。
本実施例では、この設定値に次の項目が含まれる。それは、目標温度、複数の温度帯（温度範囲）それぞれにおけるヒータの制御方法である。温度制御の際は、その時点の温度帯に応じてヒータの制御が行われることで、その時点における造形物１１５のステージ１１４との接触部（造形物１１５のステージ１１４との固定部付近）の温度が目標温度に近付く。

カートリッジ検知部２１３は、カートリッジ１０６が画像形成ユニット１０１のユニット本体にセットされることで、セットされたカートリッジ１０６に関する情報を読み取る。カートリッジ検知部２１３は、セットされたカートリッジ１０６の種別（造形材料の種類等）を識別し、カートリッジ１０６の造形材料に応じた造形及び剥離のための各設定値をプリント部２１２及び温度制御部２１４に送信する。
図４は、カートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図である。図４
に示すように、カートリッジ毎に、すなわち、造形材料の種類に応じて設定値が予め設定されている。

温度制御部２１４は、カートリッジ検知部２１３から造形及び剥離のための各設定値を受信し、受信した各設定値に基づいて造形及び剥離のための温度調整を行う。
本実施例では、温度制御部２１４は、造形時には、ヒータ１１３を制御するものとし、剥離時には、ヒータ１１６を制御するものとする。このとき、その時点での造形物１１５のステージ１１４との接触部の温度を検知するセンサの検知結果に基づいて制御が行われるとよい。
本実施例では、剥離が行われる際に、この剥離動作を補助する動作として、温度制御部２１４によりヒータ１１６を制御し、造形物１１５のステージ１１４との接触部の温度を調整する。これにより、造形物１１５のステージ１１４との接触部を軟化させることができる。このことで、造形物１１５をステージ１１４上から剥離し易くすることができる。上述のように、造形材料に応じた設定値が温度制御部２１４に送信されるため、温度制御部２１４は、造形物のステージとの接触部の材料に応じて、造形物のステージとの接触部の温度を造形物がステージから剥離しやすい温度に調整することができる。例えば、造形物のステージとの接触部が材料Ａで構成される場合、材料Ａをステージから剥離しやすい温度Ａを目標温度とし、該接触部を温度Ａに調整することができる。造形物のステージとの接触部が材料Ｂで構成される場合は、材料Ｂをステージから剥離しやすい温度Ｂを目標温度として該接触部の温度を調整すればよい。目標温度は、造形材料の粘弾性と温度との関係を考慮して決めればよい。
尚、立体造形装置が１種類もしくは、温度による粘弾性変化がほぼ同じである造形材料のみを用いて立体造形を行う場合、各設定値は予めプリント部２１２と温度制御部２１４とが保持していても良い。

図４では、カートリッジ毎に１つの設定値が予め設定されている例について示したが、例えばヒータが複数設けられている場合には、各ヒータに対応するように、１つのカートリッジに対して複数の設定値が設けられて（用意されて）いてもよい。この点について以下に説明する。
図５は、カートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図であり、図５では、１つのカートリッジに対して複数の設定値が設けられている例を示している。
カートリッジ検知部２１３から受信する設定値は、図５に示すようにカートリッジに応じた造形及び剥離のための複数の設定値から装置構成に基づいて導出した値であってもよい。例えば、図４のＸＸＸから図５のＸＸＸ’及びＸＸＸ’’を導出するように、造形用のヒータ１１３が複数あるならば各ヒータ１１３に対応する設定値を導出してもよい。また、図４のＭＭＭから図５のＭＭＭ’及びＭＭＭ’’を導出するように剥離用のヒータ１１６が複数あるならば各ヒータ１１６に対応する設定値を導出してもよい。カートリッジから読み取られた情報から装置構成に基づいて設定値を導出する場合には、カートリッジ検知部２１３で導出してもよいし、温度制御部２１４で導出してもよいし、別途設けられた設定値導出部で導出してもよい。

次に、コントロール部２０３の処理の流れを図３を用いて説明する。
図３は、本実施例の立体造形装置１００における制御フローを示すフローチャート図である。
まず、ステップＳ３０１で、カートリッジ検知部２１３がカートリッジ情報を読み取り、温度制御部２１４がカートリッジ検知部２１３から造形材料に関する造形及び剥離のための設定値を受信する。次に、ステップＳ３０２で、コントロール部２０３がＣｌｉｅｎｔ端末２０１から３Ｄデータを受信し、受信した３ＤデータをステップＳ３０３で入力バッファ２０５に記憶する。

ステップＳ３０４では、まず、入力バッファ２０５より読み出した３Ｄデータをジョブ解析部２０６が解析しジョブ解析結果をレイアウト指示部２０７に送信する。レイアウト指示部２０７では、レイアウト情報を整理しジョブ解析結果とレイアウト指示を画像処理部２０８に送信する。画像処理部２０８では、誤り訂正部２１５がジョブ解析結果を必要に応じて誤り訂正し訂正後のジョブ解析結果及びレイアウト情報をスライス部２１６に送信する。そして、スライス部２１６がスライス処理を行いスライス画像及びレイアウト情報を面付け処理部２１７に送信する。そして、面付け処理部２１７がスライス画像及びレイアウト情報からレイアウト処理を行い、ステップＳ３０５でシートデータ（レイアウト処理後のスライス済データ）をアウトプットスプーラ２１０に記録する。

ステップＳ３０６では、コントロール部２０３がアウトプットスプーラ２１０に記録されているシートデータで使用される各カートリッジ内の造形材料の消費量を見積り、カートリッジ検知部２１３から各カートリッジの残量を取得し、見積量と残量とを比較する。見積量（スプール量）に対し残量が不足している場合には、ステップＳ３１１で残量不足をＵＩ部２０９に通知する。カートリッジの交換等により造形材料の補充が行われる（ステップＳ３１２）と、再びステップＳ３０６での判定を繰り返す。ステップＳ３０６で、残量が見積量以上の場合には、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７では、コントロール部２０３がアウトプットスプーラ２１０に記録されたシートデータをプリントエンジン部２０４に送信し、積層を行う。その際、温度制御部２１４はステップＳ３０１で読み込んだ造形材料に関する造形のための設定値に基づき温度制御を行う。

ステップＳ３０８では、コントロール部２０３がアウトプットスプーラに記録したシートデータとその時点で造形されたシート枚数とを比較し、造形（造形物１１５の形成）が完了したかどうかを判断する。造形完了が確認されるまでステップＳ３０７を繰り返す。
造形完了後は、ステップＳ３０９に進み、温度制御部２１４がステップＳ３０１で読み込んだ造形材料に関する剥離のための設定値に基づき温度制御を行う。そして、目標温度に達した際には、剥離可能であることをコントロール部２０３がＵＩ部２０９より通知し、ステップＳ３１０でステージ１１４から造形物１１５が剥離される。
また、図３には示していないが、造形を中止したときや、立体造形装置の起動時等で新たな造形物の形成が行われる際に、ステージ１１４上に造形物１１５が残っている（残存している）場合がある。このような場合においても、ステージ１１４から造形物１１５を剥離する必要があるため、上記同様の制御を行うこととする。

以上説明したように、本実施例においては、ステージ１１４上から造形物１１５を剥離する剥離動作を行う前に、この剥離動作を補助（支援、容易化）する動作が行われる。この補助動作として、本実施例では特に、ステージ表面１１４ａ付近の温度が目標温度となるように、温度制御部２１４によるヒータ１１６の温度制御が行われる。
これにより、造形物１１５のステージ１１４との接触部を軟化させることができるので、造形物１１５をステージ１１４上から剥離し易くすることが可能となる。なお、ステージ表面１１４ａ付近とは、ステージ表面１１４ａを含むものとする。

ここで、本実施例では、剥離動作を補助するための温度制御を行うヒータ１１６が、ステージ１１４に組み込まれている例を示すが、これに限るものではなく、ステージ１１４以外の場所に配置されるものであってもよい。このヒータとしては、造形物１１５のステージ１１４との接触部を軟化させることができる手段であればよい。
また、ステージ１１４から造形物１１５を剥離する剥離動作を補助する方法としては、上記方法に限るものではなく、例えば、流体（液体及び／又は気体）をステージ１１４と造形物１１５との間に出力（放出、吐出）するものであってもよい。また、ステージ１１４を振動させるものであってもよいし、造形物１１５を温水につけ撹拌するものであって
もよい。その際、造形時の第１位置から、第１位置とは異なる第２位置までステージ１１４ごと造形物１１５を移動させた後に、ステージ１１４から造形物１１５を剥離するものであってもよい。例えば、ステージ１１４ごと造形物１１５を洗浄槽まで移動させた後に、温水につけ撹拌してもよい。これらの剥離する方法は、可能な限り組み合わせることができる。

以下に、剥離補助動作に関する他の実施例について説明する。なお、以下に示す実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

［実施例２］
本実施例では、上述した実施例１の構成に対して、造形物１１５とステージ１１４との接触面に、少なくとも１層以上のサポート材を敷く（配置する）こととした。本発明及び本明細書では、ステージに配置されているもの全体を造形物とみなすこととし、このように、造形物１１５とステージとの間にサポート材を配置する場合は、サポート材も造形物の一部であるとみなす。実際に得たい目的物を構成する材料の種類よりも、サポート材の種類の方が少なければ、実施例１のようにサポート材を配置しない場合よりもヒータの制御が容易である。また、ステージとの剥離が容易なサポート材を用いれば、造形物の剥離がより容易になる。加えて、サポート材の一部もしくは全部がステージに付着したとしても、目的物には影響を与えないため、剥離の際に目的物自体を破損してしまう可能性も低くなる。
なお、接触面に配置したサポート材に関しては、他のサポート材と同様の除去処理を行なってもよいし、接触面のサポート材についてのみ、特殊な除去処理を行なってもよい。例えば、造形物１１５に含まれるサポート材は洗浄槽で除去し、接触面のサポート材はステージ上で除去してもよい。

［実施例３］
上述した実施例１の図３のステップＳ３０９では、剥離のための温度制御を行う際にヒータ１１６を用いた。
これに対して、本実施例では、ヒータ１１６の代わりに冷却部を設けている。
このような構成により、剥離を行う際に、造形物１１５のステージ１１４との接触部付近を冷やして温度制御を行うことで、剥離を容易にすることができる。

［実施例４］
上述した実施例１の図３のステップＳ３０９では、剥離を行うためにヒータ１１６及び温度制御部２１４を用いた。
これに対して、本実施例では、ヒータ１１６と温度制御部２１４の代わりに、ステージ１１４に内蔵される液体吐出部と、プリントエンジン部２０４を構成する液体吐出制御部とを設けている。
このような構成により、剥離を行う際に、造形物１１５のステージとの接触部付近に液体を吐出することで、造形物１１５のステージとの接触部の少なくとも一部が液体に溶解し、剥離を容易にすることができる。

その場合、構造材やサポート材の種類によっては、剥離のために（造形物１１５のステージ１１４との接触部を軟化させるために）適した液体の種類や、一回の剥離における液体の使用量が異なる。本実施例では、剥離のために適した液体の種類や、一回の剥離における液体の使用量を設定値とした。
したがって、カートリッジ検知部２１３が液体吐出制御部に送信するカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値は、図６のようになる。
図６は、カートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図であり、図６
に示すように、カートリッジ毎に、すなわち、造形材料の種類に応じて、設定値が予め設定されている。例えばカートリッジＩＤが０の場合、造形中はヒータ１１３をＸＸＸ（℃）となるように制御するが、剥離の際には液体吐出部から液体Ａがａ（ｍｌ）吐出されるように制御する。
ここで、本実施例では、剥離の際に液体吐出部から吐出される液体の種類と使用量がカートリッジに応じて設定されていたが、これに限るものではない。すなわち、剥離の際に液体吐出部から吐出される液体の種類及び／又は使用量が、カートリッジ毎に予め設定されていればよい。

［実施例５］
上述した実施例１の図３のステップＳ３０９では、剥離を行うためにヒータ１１６及び温度制御部２１４を用いた。
これに対して、本実施例では、ヒータ１１６と温度制御部２１４の代わりに、ステージ１１４に内蔵される気体吐出部と、プリントエンジン部２０４を構成する気体吐出制御部とを設けている。
このような構成により、剥離を行う際に、造形物１１５のステージ１１４との接触部付近に気体を吐出することで、剥離を容易にすることができる。

その場合、構造材やサポート材の種類によっては、剥離のために（造形物１１５のステージ１１４との接触部を軟化させるために）適した気体の種類や、一回の剥離における気体の使用量が異なる。本実施例では、剥離のために適した気体の種類や、一回の剥離における気体の使用量を設定値とした。
したがって、カートリッジ検知部２１３が気体吐出制御部に送信するカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値は、図７のようになる。
図７は、カートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を示す図であり、図７に示すように、カートリッジ毎に、すなわち、造形材料の種類に応じて、設定値が予め設定されている。例えばカートリッジＩＤが０の場合、造形中はヒータ１１３をＸＸＸ（℃）となるように制御するが、剥離の際には気体吐出部から気体Ｃがｃ（ｍｌ）吐出されるように制御する。
ここで、本実施例では、剥離の際に気体吐出部から吐出される気体の種類と使用量がカートリッジに応じて設定されていたが、これに限るものではない。すなわち、剥離の際に気体吐出部から吐出される気体の種類及び／又は使用量が、カートリッジ毎に予め設定されていればよい。

［実施例６］
上述した実施例１の図３のステップＳ３０９では、剥離を行うためにヒータ１１６及び温度制御部２１４を用いた。
これに対して、本実施例では、ヒータ１１６と温度制御部２１４の代わりに、ステージ１１４に内蔵される振動部と、プリントエンジン部２０４を構成する振動制御部とを設けている。
このような構成により、剥離を行う際に、ステージ１１４を振動させることで、剥離を容易にすることができる。

その場合、構造材やサポート材の種類によっては、ステージ１１４と造形物１１５との接着の仕方が異なるため、剥離に適した振動の周波数や、一回の剥離における振動時間が異なる。本実施例では、剥離に適した振動の周波数や、一回の剥離における振動時間を設定値とした。
したがって、カートリッジ検知部２１３が振動制御部に送信するカートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値は、図８のようになる。
図８は、本実施例における、カートリッジに応じた造形及び剥離のための設定値の例を
示す図であり、図８に示すように、カートリッジ毎に、すなわち、造形材料の種類に応じて、設定値が予め設定されている。例えばカートリッジＩＤが０の場合、造形中はヒータ１１３をＸＸＸ（℃）となるように制御するが、剥離の際には振動部をＥＥＥ（Ｈｚ）でＧＧＧ（ｍｓ）振動するように制御する。
ここで、本実施例では、剥離の際に、ステージ１１４を振動させるときの振動数と時間がカートリッジに応じて設定されていたが、これに限るものではない。すなわち、剥離の際に、ステージ１１４を振動させるときの振動数及び／又は時間が、カートリッジ毎に予め設定されていればよい。

［実施例７］
上述した実施例１において、着色された造形物１１５を造形する方法としては、構造材に着色粒子を混入させる方法を採用することができる。しかし、着色粒子の種類によっては、温度による粘弾特性に差異が生じてしまうため、着色粒子の種類毎に細かい温度制御が必要となる。
着色粒子の種類毎の細かい温度制御を実施する方法としては、ステージ１１４上にヒータ群をグリッド状に設置し、グリッド状のヒータ群を個別に制御する方法を例示することができる。その場合に、コントロール部２０３により図３の処理が行われるときには、ステップＳ３０９において、コントロール部２０３はステージ１１４界面における造形物１１５を構成する造形材料の配置情報を温度制御部２１４に通知するようにする。温度制御部２１４は、造形材料の配置情報と、ステップＳ３０１で読み込んだ造形材料に関する剥離のための設定値とに基づき温度制御を行う。そして、目標温度に達した際には剥離可能であることをコントロール部２０３がＵＩ部２０９より通知し、ステップＳ３１０でステージ１１４から造形物１１５が剥離される。

１００…立体造形装置、１１４…ステージ、１１５…造形物、１１６…ヒータ、２１４…温度制御部

Claims (15)

1. ３Ｄデータに基づいて造形材料をステージ上に配置することで、造形物を形成する立体造形装置において、
   前記ステージ上から前記造形物が剥離される際の剥離動作を補助する補助動作を実行する剥離補助手段と、
   前記造形材料の種類に関する情報を取得する手段と、を備えており、
   前記剥離補助手段は、前記造形材料の種類に応じて前記補助動作を制御する
   ことを特徴とする立体造形装置。
2. 前記造形材料の種類に応じて、目標温度が予め設定されており、
   前記剥離補助手段は、前記造形物の前記ステージとの接触部の温度が前記目標温度となるように、前記接触部の温度を調整することを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
3. 前記剥離補助手段は、前記接触部の温度が前記目標温度となるように前記ステージを加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項２に記載の立体造形装置。
4. 前記剥離補助手段は、流体を、前記ステージと造形物との間に放出することで、前記剥離動作を補助することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体造形装置。
5. 前記流体の種類及び／又は使用量が、前記造形材料の種類に応じて予め設定されており、
   前記剥離補助手段は、前記造形物の前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた種類及び／又は使用量の前記流体を放出することを特徴とする請求項４に記載の立体造形装置。
6. 前記剥離補助手段は、前記ステージを振動させることで、前記剥離動作を補助することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の立体造形装置。
7. 前記ステージを振動させるときの振動数及び／又は時間が、前記造形材料の種類に応じて予め設定されており、
   前記剥離補助手段は、前記造形物のうち前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた振動数及び／又は時間で前記ステージを振動させることを特徴とする請求項６に記載の立体造形装置。
8. 造形物が形成される第１位置とは異なる第２位置で、前記ステージ上から造形物が剥離されるように構成され、
   前記第１位置から前記第２位置まで前記ステージを移動させる移動手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の立体造形装置。
9. 前記３Ｄデータをスライス処理して生成されるシートデータに基づいて造形材料を配置する画像形成ユニットを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の立体造形装置。
10. 造形材料は、前記画像形成ユニットのユニット本体に着脱可能に設けられたカートリッジに収容されていることを特徴とする請求項９に記載の立体造形装置。
11. 前記造形材料の種類に関する情報を取得する手段は、前記カートリッジに収容されている造形材料の種類に関する情報を取得するカートリッジ検知部を有し、
    前記カートリッジ検知部は、前記カートリッジが前記ユニット本体に装着されることで、装着された前記カートリッジに収容されている造形材料の種類に関する情報を取得し、取得した情報から造形材料の種類を識別し、
    前記剥離補助手段は、識別された前記造形材料の種類に応じて前記補助動作を制御することを特徴とする請求項１０に記載の立体造形装置。
12. 前記３Ｄデータに基づく造形材料の配置が終了した後に、前記剥離動作を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の立体造形装置。
13. 立体物の造形方法であって、
    造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
    ３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程と、
    前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部の温度が前記接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた目標温度となるように前記接触部を加熱または冷却して、前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
    を有することを特徴とする立体物の造形方法。
14. 立体物の造形方法であって、
    造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
    ３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程と、
    前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた種類及び／又は量の流体を、前記ステージと造形物との間に放出して前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
    を有することを特徴とする立体物の造形方法。
15. 立体物の造形方法であって、
    造形材料の種類に関する情報を取得する工程と、
    ３Ｄデータに基づいて前記造形材料をステージ上に配置して造形物を形成する造形工程
    と、
    前記造形工程が終了した後に、前記造形物と前記ステージとの接触部を構成する前記造形材料の種類に応じた振動数及び／又は時間で、前記ステージを振動させて前記ステージ上から前記造形物が剥離する工程と、
    を有することを特徴とする立体物の造形方法。

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