JP6485239B2

JP6485239B2 - 造形装置

Info

Publication number: JP6485239B2
Application number: JP2015119430A
Authority: JP
Inventors: 安田　晋; 晋安田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: JP2017001329A; US10076877B2; US20160361870A1

Description

本発明は、造形装置に関する。

特許文献１には、紫外線硬化型インクを記録媒体に吐出する記録ヘッドと、紫外線照射装置と、を有するインクジェット記録装置に関する技術が開示されている。

この先行技術では、紫外線照射装置は、記録媒体に着弾した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線光源と、紫外線光源から照射された紫外線の反射光が平行光線となるように紫外線を記録媒体上に反射する反射板と、を備えている。そして、反射板は、反射光が記録媒体に向かうにしたがって記録ヘッドから遠ざかるように傾斜して設けられている。

特許文献２には、被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段と、被記録媒体搬送手段により搬送された被記録媒体に向けて紫外線照射を行うことにより硬化可能なインクを画像信号に基づいて吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにより被記録媒体上に吐出されたインクを硬化させる紫外線照射手段と、を有する紫外線硬化型インクジェット記録装置に関する技術が開示されている。

この先行技術では、紫外線照射手段とインクジェットヘッドとの間に光捕捉部を備えている。この光捕捉部の形状は、被記録媒体搬送方向に沿って垂直に切った縦断面形状で見て被記録媒体に対して垂直な辺と、この垂直な辺に頂部で接して斜め下方に延びる斜辺とから構成されている。そして、垂直な辺はインクジェットヘッド側に位置し、斜辺は頂部側から紫外線照射手段側に向かって下降している。

特開２００６−１５９８５２号公報特開２００８−２６５３２９号公報

光硬化性の造形液の液滴を吐出する吐出部の吐出面に、造形液を硬化させる照射光の反射光が照射されると、造形液が吐出面で硬化する虞がある。

本発明は、Ｐ偏光手段を有しない構成と比較し、光硬化性の造形液の液滴を吐出する吐出部の吐出面に照射される反射光を低減させることが目的である。

請求項１の造形装置は、造形台の基面に向けて光硬化性の造形液の液滴を吐出面から吐出すると共に、前記造形台に対して相対移動する吐出部と、前記造形台に吐出された前記造形液に照射光を照射して前記造形液を硬化させると共に、前記照射光の光軸と前記基面とで規定される入射面が前記吐出面に交差するように設けられた照射部と、前記照射部に設けられ、前記照射光を前記入射面に対して平行なＰ偏光に揃えるＰ偏光手段と、を備えている。

請求項２の造形装置は、前記Ｐ偏光手段は、前記照射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、前記分離手段で分離されたＳ偏光の偏光面を回転させてＰ偏光に変換する変換手段と、を備えている。

請求項３の造形装置は、前記Ｐ偏光手段は、前記分離手段及び前記変換手段のそれぞれ照射方向下流側に、Ｐ偏光を発散又は集束させる光学素子を備えている。

請求項４の造形装置は、前記造形液が硬化されて成る層を積み重ねて前記造形台に立体物を造形する。

請求項１に記載の発明によれば、照射光がＰ偏光に揃えられていない場合と比較し、光硬化性の造形液の液滴を吐出する吐出部の吐出面に照射される反射光を低減させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、Ｐ偏光手段が分離手段及び変換手段以外の手段でＰ偏光に揃える場合と比較し、照射光の光量の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、Ｐ偏光手段が光学素子を備えていない場合と比較し、所望の照射範囲に照射することができる。

請求項４に記載の発明によれば、照射光がＰ偏光に揃えられていない場合と比較し、立体物を造形に伴う吐出不良が抑制される。

一実施形態の造形装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示す造形装置の要部を模式的に示すＹ方向から見た図である。一実施形態の造形装置のブロック図である。吐出面に向かって反射する反射光を示すＹ方向から見た図である。第一実施形態のＰ偏光部の構成を示すＹ方向から見た図である。第二実施形態のＰ偏光部の構成を示すＹ方向から見た図である。第三実施形態のＰ偏光部の構成を示すＹ方向から見た図である。第四実施形態のＰ偏光部の構成を示すＹ方向から見た図である。Ｐ偏光、Ｓ偏光及び無偏光における入射角と反射率との関係を示すグラフである。入射光の入射角度θが０°の場合の入射面を説明するための説明図である。Ｐ偏光及びＳ偏光と入射面との関係を説明するための説明図である。

本発明の一実施形態に造形装置の一例について説明する。なお、装置幅方向を矢印Ｘで示し、装置幅方向と直交する装置奥行き方向を矢印Ｙで示し、装置高さ方向を矢印Ｚで示す。なお、装置幅方向（Ｘ方向）、装置奥行き方向（Ｙ方向）及び装置高さ方向（Ｚ方向）は互いに直交する。

［全体構成］
造形装置１０の全体構成について説明する。

図１に示すように本実施形態の造形装置１０は、モデル材の液滴ＤＡ及びサポート材の液滴ＤＢを吐出し、モデル材及びサポート材が硬化されて成る層ＬＲを積み重ねて、図２に示すように造形台１２に立体物Ｖを造形したのち、支持部ＶＮを除去して所望の形状の立体物ＶＭを造形する所謂三次元プリンターである。なお、後述するように立体物ＶＭにおいて、下方が空間となる部位ＶＭＡが無い場合は、支持部ＶＮは造形されない。図３に示すように、造形装置１０は、造形台１２、駆動部１４、造形部２０、移動部２２及び制御部１６を含んで構成されている。

［造形台］
図１及び図２に示すように、造形台１２は、板状であり、上面が基面１２Ａとなっている。そして、この基面１２Ａの上に、立体物Ｖ（図２参照）が造形される。

［駆動部］
図２及び図３に示す駆動部１４は、造形台１２を装置幅方向（Ｘ方向）、装置奥行き方向（Ｙ方向）及び装置高さ方向（Ｚ方向）に移動させる機能を有している。
［造形部］

図１及び図２に示すように、造形部２０は、吐出部の一例としてのモデル材吐出ヘッド３０と吐出部の一例としてのサポート材吐出ヘッド４０と照射部５０とを有している。

（モデル材吐出ヘッド及びサポート材吐出ヘッド）
図１に示すように、モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０は、長尺状とされており、その長手方向が装置奥行方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。また、モデル材吐出ヘッド３０とサポート材吐出ヘッド４０とは、装置幅方向に隣接して配置されている。

図１及び図２に示すように、モデル材吐出ヘッド３０は、立体物ＶＭ（図２参照）を造形する造形液の一例としてのモデル材の液滴ＤＡ（図１参照）を吐出する。また、サポート材吐出ヘッド４０は、モデル材により造形される立体物ＶＭの造形を補助する支持部ＶＮを造形する造形液の一例としてのサポート材の液滴ＤＢを吐出する。

なお、本実施形態におけるモデル材吐出ヘッド３０とサポート材吐出ヘッド４０とは、吐出する造形液が異なるだけで、同様の構造である。

モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０における造形台１２の基面１２Ａに向く下面は、図示されていない複数のノズルが長手方向（Ｙ方向）の一端側から他端側に亘って千鳥状に配列された吐出面３０Ａ及び吐出面４０Ａとなっている。そして、モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０は、複数のノズルからそれぞれ液滴ＤＡ及び液滴ＤＢを吐出するように構成されている。

ここで、モデル材（液滴ＤＡ）及びサポート材（液滴ＤＢ）は、光硬化性樹脂を有する液体（造形液）の一例である。なお、本実施形態の光硬化性樹脂は、紫外線を吸収して硬化する性質を有する紫外線硬化型樹脂である。

（移動部）
移動部２２（図３参照）は、造形部２０を移動させる機能を有している。そして、造形部２０は移動部２２によって、造形動作の終了後及び造形動作途中に、図示してないメンテナンスステーション（ホームポジション）に移動され、モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０のノズル詰まり防止の為のクリーニングなどの各種メンテナンス動作を行うように構成されている。

（照射部）
図１に示すように、照射部５０は、長尺状とされており、その長手方向が装置奥行方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。また、モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０の装置幅方向（Ｘ方向）の両外側に隣接して配置されている。

照射部５０は、造形台１２の基面１２Ａに向けて、長手方向（Ｙ方向）の一端側から他端側に亘って、照射光ＬＡを照射するように構成されている。そして、モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０から吐出されて着弾した液滴ＤＡ及び液滴ＤＢに照射光ＬＡを照射することで、液滴ＤＡ（モデル材）及び液滴ＤＢ（サポート材）を硬化させる。

図５に示すように、照射部５０は、紫外線Ｌを出射する光源５２と、Ｐ偏光に揃えるＰ偏光部１００と、を含んで構成されている。光源５２は、装置奥行き方向（Ｙ方向）に配列された複数のＬＥＤ（図示略）で構成されている。

図１、図２及び図４に示すように、照射部５０は、出射された照射光ＬＡの光軸ＬＧ（図５参照）と基面１２Ａ（境界面）とで規定される入射面（本実施形態ではＸ方向とＺ方向とを含む平面（Ｙ方向と直交する平面））が、吐出面３０Ａ及び吐出面４０Ａに交差するように配置されている。なお、入射面、Ｐ偏光部１００及びＰ偏光についての説明は後述する。

［制御部］
制御部１６は、造形装置１０の全体を制御する機能を有している。なお、制御部１６の具体的な機能については、後述する造形装置１０の造形動作（立体物の造形方法）で説明する。

［立体物の造形方法］
次に、本実施形態の造形装置１０による立体物ＶＭの造形方法の一例について説明する。

図１及び図２に示すように、造形装置１０は、モデル材及びサポート材が照射光ＬＡの照射によって硬化されて成る層ＬＲ（図１参照）を積み重ねて造形台１２に立体物Ｖを造形する。

なお、図２に示すように、立体物ＶＭの下方が空間となる部位ＶＭＡの下側に、サポート材で支持部ＶＮを造形し、支持部ＶＮで支持しながら立体物Ｖを造形するようになっている。そして、最後に立体物Ｖから支持部ＶＮを除去して所望の形状の立体物ＶＭが完成する。

以下に、造形方法を詳しく記載する。

まず、制御部１６（図３参照）が外部装置等からデータを受け取ると、制御部１６は、データに含まれる立体物ＶＭ及び支持部ＶＮ（＝立体物Ｖ）のデータ（すなわち、３次元のデータ）を、複数の層ＬＲ（図１参照）のデータ（すなわち、２次元のデータ）に変換する。

次いで、制御部１６は、駆動部１４を制御し、造形台１２を造形部２０に対して、装置幅方向（Ｘ方向）に移動させながら、造形部２０を構成するモデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０から液滴ＤＡ（モデル材）及び液滴ＤＢ（サポート材）を吐出させる。また、制御部１６は、装置幅方向（Ｘ方向）に移動させながら照射部５０から照射光ＬＡを着弾した液滴ＤＡ（モデル材）及び液滴ＤＢ（サポート材）に照射する。

モデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０から吐出された液滴ＤＡ及び液滴ＤＢは、造形台１２の基面１２Ａに着弾した直後に照射光ＬＡにより硬化される。これにより、一方向の走査で一層目の層ＬＲが形成される。

次いで、制御部１６は、駆動部１４を制御し、造形台１２を層ＬＲの厚さ分、装置高さ方向（Ｚ方向）の下側に移動する。

続いて、制御部１６は、駆動部１４を制御し、造形台１２を造形部２０に対して、装置幅方向に移動させながら、造形部２０を構成するモデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０から液滴ＤＡ及び液滴ＤＢを吐出させると共に、照射部５０から照射光ＬＡを着弾した液滴ＤＡ及び液滴ＤＢに照射して硬化させ、二層目の層ＬＲを形成する。

この液滴ＤＡ及び液滴ＤＢの吐出と、液滴ＤＡ及び液滴ＤＢへの照射光ＬＡの照射による硬化と、を繰り返すことで、造形台１２に層ＬＲを積み重ねて立体物Ｖを造形する。そして、前述したように、立体物Ｖから支持部ＶＮを除去して所望の形状の立体物ＶＭが得られる。なお、立体物ＶＭにおいて、下方が空間となる部位ＶＭＡが無い場合は、支持部ＶＮは造形しないので、サポート材吐出ヘッド４０から液滴ＤＢは吐出しない。

［第一実施形態のＰ偏光部］
次に、Ｐ偏光に揃える第一実施形態のＰ偏光部１００について説明する。

ここで、図１１に示すように、境界面（反射面）に垂直で入射光及び反射光を含む面が入射面とされ、この入射面に対して平行に電界が振動する偏光がＰ偏光とされ、入射面に対して垂直に振動する偏光がＳ偏光とされる。そして、Ｐ偏光部１００は、Ｐ偏光に揃えて照射光ＬＡとして出射する機能を有する。

なお、本実施形態では、入射光は照射光ＬＡであり、境界面は照射光ＬＡが反射する基面１２Ａや立体物Ｖの表面である。また、反射光はＬＢを付している。なお、入射面についての追加説明を後述する。

また、本実施形態の入射面は、前述したように、照射光ＬＡの光軸ＬＧと基面１２Ａとで規定される平面であり、Ｘ方向とＺ方向とを含む面（Ｙ方向に直交する平面）である。なお、図２、図４及び図５では、紙面に平行な面が入射面である。また、図５の記号Ｐは、入射面（紙面）に平行な電界の振動を表し、記号Ｓは入射面（紙面）に垂直な電界の振動を表している。

図５に示すように、Ｐ偏光部１００は、第一レンズ１０２、分離手段の一例としての偏光ビームスプリッタ（ＰｏｌａｒｉｚｉｎｇＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ：ＰＢＳ）１０４、反射鏡１０６、変換手段の一例としての半波長板１０８及び光学素子の一例としての第二レンズ１１０を含んで構成されている。

第一レンズ１０２は、光源５２の照射方向下流側に配置され、光源５２が出射した紫外線Ｌを平行光に変換する機能を有している。

偏光ビームスプリッタ１０４は、第一レンズ１０２の照射方向下流側に配置され、Ｓ偏光とＰ偏光とに分離し、分離されたＳ偏光の光束ＬＳを装置幅方向（Ｘ方向）に出射し、分離されたＰ偏光の光束ＬＰを装置高さ方向で照射方向下流側に出射する。なお、分離されたＰ偏光の光束ＬＰは第二レンズ１１０に向けて出射され、分離されたＳ偏光の光束ＬＳは反射鏡１０６に向けて出射される。

反射鏡１０６は、Ｓ偏光の光束ＬＳを装置高さ方向の照射方向下流側に配置された半波長板１０８に向けて反射する。

半波長板１０８は、Ｓ偏光の光束ＬＳの偏光面を９０°回転させてＰ偏光の光束ＬＰに変換し、第二レンズ１１０に向けて出射する。

第二レンズ１１０は、二つのＰ偏光の光束ＬＰ及びＳ偏光の光束ＬＳを、それぞれ装置幅方向に集束し、立体物Ｖに照射する。

＜作用＞
つぎに、本実施形態の作用について説明する。

前述したように、本実施形態の造形装置１０は、液滴ＤＡ及び液滴ＤＢの吐出と、液滴ＤＡ及び液滴ＤＢの照射による硬化と、を繰り返すことで、造形台１２に層ＬＲを積み重ねて立体物Ｖを造形したのち、支持部ＶＮを除去して所望の形状の立体物ＶＭを造形する。

液滴ＤＡ及び液滴ＤＢを硬化させる照射光ＬＡは、図４に示すように、造形台１２や立体物Ｖで反射する。この反射光（迷光）ＬＢが、モデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａ（図２参照）及びサポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａに照射されると、Ｐ偏光部１００を備えていない場合は、モデル材及びサポート材が硬化し、ノズル詰まりなどの不具合が発生する虞がある。

しかし、本実施形態の照射部５０は、図４に示すように、光源５２から出射された光ＬをＰ偏光部１００がＰ偏光（の光束ＬＰ）に揃えて照射している。そして、このＰ偏光は、他の光（Ｓ偏光や無偏光）よりも反射率が小さい。

また、照射光ＬＡの光軸ＬＧと基面１２Ａとで規定される入射面に、モデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａ及びサポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａが交差するように構成されている。

よって、モデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａ及びサポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａに照射される反射光ＬＢの光量が低減し、モデル材及びサポート材の硬化が抑制され、この結果、モデル材及びサポート材の硬化が硬化することに起因するノズル詰まり等の不具合が防止又は抑制される。

また、本実施形態では、紫外線ＬをＰ偏光とＳ偏光とに分離し、Ｓ偏光を半波長板１０８で偏光面を９０°回転させてＰ偏光に変換している。よって、例えば偏光レンズ（偏光フィルタ）で偏光する場合と比較し、照射光ＬＡの光量の低下が抑制される。言い換えると、偏光レンズ（偏光フィルタ）で偏光する場合と比較し、照射されるＰ偏光の光量が多くなる。

（Ｐ偏光の反射率）
次に、Ｐ偏光の反射率が他の光線よりも反射率が小さいことについて説明する。なお、Ｐ偏光の反射率が小さいことは、当該技術分野の技術者であれば周知であるので、簡単に説明する。また、下記書籍の３４８頁に詳しく記載されている。
書籍名：Ｏｐｔｉｃｓ４ｔｈＥｄｉｔｉｏｎ
著者：ＥｕｇｅｎｅＨｅｃｈｔ
出版社：ＡｄｄｉｓｏｎＷｅｓｌｅｙ
出版年：２００２年

図１１に示すように、物質の境界面（本実施形態では造形台１２の基面１２Ａ等）に入射光（本実施形態では照射光ＬＡ）が当たると、その物質の電子は光（電場）の方向に振動する。この電子の振動が反射光（本実施形態では反射光ＬＢ）と屈折光とを作り出す。このとき作り出される反射光の電子の最大振幅は、電子の振動方向に対して垂直方向の出射である。一方、電子の振動方向に平行な方向には出射されない。

そして、入射面に平行なＰ偏光は、反射光の進む方向と電子の振動方向とが成す角度が小さいため反射率が小さい。特に、この反射光の進む方向と電子の振動方向とが成す角度が０°のとき（このとき、入射角＋屈折角＝９０°で、反射角＋屈折角＝９０°となる）、Ｐ偏光の反射光は生成されない。なお、このＰ偏光の反射光が生成されない０°のときの入射角θＢをブリュースター角と言う。

図９のグラフは、Ｐ偏光、Ｓ偏光及び無偏光の場合のそれぞれの入射角θ（境界面との入射光との成す角）と反射率との関係を示している。なお、実線ＲｐがＰ偏光、一点鎖線ＲｓがＳ偏光及び点線Ｒが無偏光を示している。

このグラフを見ると判るように、Ｐ偏光は、Ｓ偏光及び無偏光よりもいずれの入射角θにおいても反射率が小さい。なお、Ｐ偏光はθＢ（ブリュースター角）までは、反射率は単調減少する。一方、Ｓ偏光の反射率は単調増加である。なお、この図９のグラフは周知である。

（立体物の高さについて）
本実施形態の造形装置１０は、造形台１２に立体物Ｖ（立体物ＶＭ）を造形する所謂三次元プリンターである。よって、図４に示すように、立体物Ｖの造形に伴って、立体物Ｖの上端部ＶＭＴの基面１２Ａからの高さＴが高くなる。また、立体物Ｖの基面１２Ａからの高さＴが高くなるに伴って（立体物Ｖ（立体物ＶＭ）の造形に伴って）、モデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａ及びサポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａと基面１２Ａとの距離が大きくなり、これに伴いモデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａ及びサポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａに向かって反射する照射光ＬＡの入射角θが小さくなる。

［第二実施形態のＰ偏光部］
次に、第二実施形態のＰ偏光部１２０について図６を用いて説明する。なお、第一実施形態のＰ偏光部１００と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６に示すように、Ｐ偏光部１２０は、偏光ビームスプリッタ１０４及び半波長板１０８と第二レンズ１１０との間に、それぞれＰ偏光の光束ＬＰを発散光に変換する第三レンズ１２２が配置されている。

（作用）
つぎに、本実施形態の作用について説明する。

第三レンズ１２２によって、第二レンズ１１０に入射するＰ偏光の光束ＬＰを発散光にすることで、二つのＰ偏光の光束ＬＰのＸ方向の重なり領域である集光スポットＲＰの大きさ又はＸ方向の照射範囲を制御することができる。

［第三実施形態のＰ偏光部］
次に、第三実施形態のＰ偏光部２００について図７を用いて説明する。なお、第一実施形態のＰ偏光部１００又は第二実施形態のＰ偏光部１２０と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

なお、第一実施形態のＰ偏光部１００を示す図４及び第二実施形態のＰ偏光部１２０を示す図６では、紙面に平行な面が入射面として図示されている。しかし、第三実施形態のＰ偏光部２００を示す図７では、図の垂直な面が入射面として図示されている（図中の矢印Ｙを参照）。よって、図６の記号Ｐは、入射面に平行（図に垂直）な電界の振動を表し、記号Ｓは垂直（図に平行）な電界の振動を表している。

図７に示すように、偏光ビームスプリッタ１０４は、紫外線ＬをＳ偏光とＰ偏光とに分離し、分離されたＰ偏光の光束ＬＰは装置奥行き方向（Ｙ方向）に出射し、分離されたＳ偏光の光束ＬＳは装置高さ方向で照射方向下流側に出射する。

分離され装置幅方向（Ｘ方向）に出射されたＰ偏光の光束ＬＰは、反射鏡１０６に入射する。反射鏡１０６はＰ偏光の光束ＬＰを装置高さ方向で照射方向下流側に配置された第二レンズ１１０に向けて反射する。

一方、分離されたＳ偏光の光束ＬＳは、半波長板１０８で偏光面が９０°回転されてＰ偏光の光束ＬＰに変換され、第二レンズ１１０に向けて出射する。

（作用）
つぎに、本実施形態の作用について説明する。

偏光ビームスプリッタ１０４は、分離されたＰ偏光の光束ＬＰが装置奥行き方向（Ｙ方向）に出射するので、光源５２を構成するＬＥＤの配列方向であるＹ方向に対して広範囲に照射される。また、光源５２を構成する各ＬＥＤの光量を大きくすれば、ＬＥＤの個数を減少することができる。

［第四実施形態のＰ偏光部］
次に、第四実施形態のＰ偏光部２２０について図８を用いて説明する。なお、第一実施形態のＰ偏光部１００、第二実施形態のＰ偏光部１２０又は第三実施形態のＰ偏光部２００と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

また、本実施形態のＰ偏光部２２０を示す図８は、第三実施形態のＰ偏光部２００を示す図７と同様に、図に垂直な面が入射面として図示されている（図中の矢印Ｙを参照）。

図８に示すように、Ｐ偏光部２２０には、Ｐ偏光の光束ＬＰを偏光ビームスプリッタ１０４及び半波長板１０８と第二レンズ１１０との間に集束させるＹ方向にパワーを有する第四レンズ２２２が設けられている。

（作用）
つぎに、本実施形態の作用について説明する。

第四レンズ２２２によって、第二レンズ１１０に入射するＰ偏光の光束ＬＰを偏光ビームスプリッタ１０４及び半波長板１０８と第二レンズ１１０との間に集束させることで、二つのＰ偏光の光束ＬＰのＹ方向の重なり領域である集光スポットＲＰの大きさ又はＹ方向の照射範囲を制御することができる。

［Ｐ偏光部の他の実施形態］
紫外線ＬをＰ偏光に揃えるＰ偏光部は、上記実施形態の構造に限定されない。複数の上記実施形態の構造を適宜組み合わせた構造であってもよい。また、光量が低下するが、Ｐ偏光に偏光する偏光レンズ（偏光フィルタ）を用いてもよい。例えば、光源５２と基面１２Ａとの間に偏光レンズ（偏光フィルタ）を配置した構造であってもよい。

＜入射面の追加説明＞
入射面について追加説明する。

具体的には、入射光の境界面（反射面）に対する入射角度θが０°の場合、本実施形態では照射光ＬＡの光軸ＬがＺ軸に対して平行の場合（光軸ＬＧがＺ軸に対して角度を持っていない場合）の入射面について説明する。

このような場合は、図１０に示すように、光源５０の出射面５０Ａの中心ＧＡと吐出面３０Ａの中心ＧＢとを通る直線ＧＣと、光源５０の出射面５０Ａの中心ＧＡを通る光軸Ｌ（図５参照）と、で成す面を入射面とする。

なお、上記は、モデル材吐出ヘッド３０の吐出面３０Ａで説明したが、サポート材吐出ヘッド４０の吐出面４０Ａも同様である。また、図における左側の光源５０で説明したが、図における右側の光源５０でも同様である。

＜その他＞
尚、本発明は、上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、モデル材及びサポート材は、紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化型の造形液であったが、これに限定されない。紫外線以外の光を照射することで硬化する造形液であってもよい。なお、造形液に対応した光を出射する光源５２を適宜選択すればよい。

例えば、上記実施形態では、造形台１２がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動して立体物Ｖ（立体物ＶＭ）を造形したが、これに限定されない。造形部２０がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動して立体物Ｖを造形してもよい。或いは、造形部２０がＸ方向及びＹ方向に移動し、造形台１２がＺ方向に移動してもよい。要は、造形台１２と、造形部２０を構成するモデル材吐出ヘッド３０及びサポート材吐出ヘッド４０と、がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に相対移動する構造であればよい。

また、造形装置１０は、上記実施形態の構成に限られず種々の構成とすることが可能である。例えば、上記実施形態の造形装置１０は、立体物ＶＭ（立体物Ｖ）を造形する所謂三次元プリンターであったが、これに限定されない。例えば、記録媒体などに造形液の液滴を着弾させ、着弾した液滴を照射して硬化させて画像を形成する所謂インクジェットプリンターに本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、照射部５０は、二つ設けられているが、これに限定されない。一でもよいし、三以上であってもよい。また、上記実施形態では、モデル材吐出ヘッド３０とサポート材吐出ヘッド４０との二つの吐出部を有しているが、装置構造によっては一でもよいし、三以上であってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０造形装置
１２造形台
１２Ａ基面
３０モデル材吐出ヘッド（吐出部の一例）
３０Ａ吐出面
４０サポート材吐出ヘッド（吐出部の一例）
４０Ａ吐出面
５０照射部
１００Ｐ偏光部（Ｐ偏光手段の一例）
１０４偏光ビームスプリッタ（分離手段の一例）
１０８半波長板（変換手段の一例）
１１０第二レンズ（光学素子の一例）
１２０Ｐ偏光部（Ｐ偏光手段の一例）
１２２第三レンズ（光学素子の一例）
２００Ｐ偏光部（Ｐ偏光手段の一例）
２２０Ｐ偏光部（Ｐ偏光手段の一例）
２２２第四レンズ（光学素子の一例）
ＤＡ液滴
ＤＢ液滴

Claims

造形台の基面に向けて光硬化性の造形液の液滴を吐出面から吐出すると共に、前記造形台に対して相対移動する吐出部と、
前記造形台に吐出された前記造形液に照射光を照射して前記造形液を硬化させると共に、前記照射光の光軸と前記基面とで規定される入射面が前記吐出面に交差するように設けられた照射部と、
前記照射部に設けられ、前記照射光を前記入射面に対して平行なＰ偏光に揃えるＰ偏光手段と、
を備えた造形装置。
前記Ｐ偏光手段は、
前記照射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、
前記分離手段で分離されたＳ偏光の偏光面を回転させてＰ偏光に変換する変換手段と、
を備えた請求項１に記載の造形装置。
前記Ｐ偏光手段は、前記分離手段及び前記変換手段のそれぞれ照射方向下流側に、Ｐ偏光を発散又は集束させる光学素子を備える請求項２に記載の造形装置。
前記造形液が硬化されて成る層を積み重ねて前記造形台に立体物を造形する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の造形装置。