JP6815940B2 - 造形装置及び造形方法 - Google Patents

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２０１５−７１２８２号公報

造形装置により造形物を造形する場合、造形物の形状によっては、造形中の造形物の周囲等にサポート層を形成することが必要になる。この場合、サポート層とは、例えば、造形物の造形中に造形物の少なくとも一部を支える構造物のことである。サポート層は、例えば造形物の形状等に基づき、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。

しかし、サポート層の除去には、多くの手間や時間がかかる場合がある。また、その結果、造形物の造形を効率的に行うことが難しくなる場合がある。より具体的に、サポート層の材料（サポート材）としては、例えば水溶性の材料等の、所定の液体に浸漬することでサポート層が除去可能になる材料を用いることが考えられる。そして、この場合、サポート層を適切に除去するためには、通常、造形の完了後に長時間造形物を液体（水等）に浸漬することが必要になる。また、その結果、全ての作業が完了するまでに多くの時間がかかることになる。そのため、従来、より効率的に造形物を造形することが望まれていた。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、造形物の造形をより効率的に行う方法について、鋭意研究を行った。そして、サポート層の除去について、造形の完了を待ってから開始するのではなく、造形の途中の時点で開始することを考えた。また、その方法として、造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、サポート層の除去に用いる液体にサポート層の少なくとも一部を浸漬することを考えた。このように構成すれば、例えば、造形の完了後にサポート層の除去に要する時間を適切に短縮できる。また、これにより、例えば、造形物の造形をより効率的に行うことができる。

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、立体的な造形物を造形する造形装置であって、前記造形物を構成する材料である造形物材料を吐出する造形物材料用ヘッドと、前記造形物の造形中に前記造形物の少なくとも一部を支える構造物であるサポート層の材料であるサポート材を吐出するサポート材用ヘッドとを備え、前記サポート層は、所定の液体に浸漬することで除去可能なものであり、前記サポート層を形成する場合、前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記サポート層の少なくとも一部を前記所定の液体に浸漬しつつ、前記造形物を造形することを特徴とする。

このように構成した場合、例えば、造形物の造形中において、サポート層の一部を除去することが可能になる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形の完了後にサポート層の除去に要する時間を適切に短縮できる。また、これにより、例えば、造形物の造形をより効率的に行うことができる。

ここで、サポート層について、所定の液体に浸漬することで除去可能であるとは、例えば、所定の液体に溶解することである。また、より具体的に、サポート層は、例えば硬化後に水溶性になる材料で形成することで、水に浸漬することで除去可能にすること等が考えられる。この場合、例えば、造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、サポート層の少なくとも一部を、水又は水を主成分とする液体に浸漬することが考えられる。

また、サポート層の除去に用いる所定の液体としては、例えば、求められる特性に応じて各種の添加剤（例えば、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤、又は増粘剤等）を添加した水等を用いること等も考えられる。また、この場合、例えば、弱アルカリ性の水溶液等を用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、サポート層の特性に応じた液体を用いることで、サポート層の除去をより効率的に短時間で行うことができる。

尚、このように構成した場合、上記のように、サポート層の一部が造形の途中に除去されることになる。この点に関し、サポート層については、必ずしも全体の形状を造形の完了まで維持しなくても、造形の動作に必要な部分が残る状態にしておけばよいと考えられる。また、より具体的に、この場合、造形物材料で新たに形成される位置の直下又はその近辺の部分にサポート層が残っていれば、造形の動作を適切に行い得ると考えられる。また、この場合、造形物を構成する造形材料の層のうち、その上に十分に多くの層が形成されている部分（例えば、造形の動作の初期に形成された部分）の周囲のサポート層については、少なくともある程度の部分を除去しても問題ないと考えられる。そのため、上記のように構成した場合も、造形中の造形物において支持が必要な部分をサポート層で適切に支持しつつ、造形物を適切に造形できる。

また、造形物の造形時において、サポート層の除去に要する時間が特に問題になるのは、サポート層を液体に溶かすのにある程度以上の時間がかかる場合である。そして、このような場合、造形中にサポート層を液体に浸漬させたとしても、直ちにサポート層が完全に溶解すること等にはならない。そのため、この点でも、造形中の造形物において支持が必要な部分をサポート層で適切に支持しつつ、造形物を適切に造形できると考えられる。また、造形中のサポート層の除去量をより適切に管理するためには、サポート層を液体に浸漬する時間について、適宜調整することが好ましい。また、この場合、例えば、サポート層の各部が形成されてから、液体に浸漬させるまでの時間を可変（調整可能）にすることが好ましい。

また、液体へのサポート層の浸漬のさせ方について、より具体的には、例えば、サポート層を溶解する液体を貯留する液体貯留容器を用い、造形中の造形物を上面に載置する造形台を液体貯留容器内の液体の深さ方向へ移動させる方法等が考えられる。この場合、液体貯留容器とは、例えば、サポート層の除去に用いる所定の液体を貯留する容器であり、造形台を挟んで造形物材料用ヘッド及びサポート材用ヘッドと対向する位置に配設される。また、この場合、造形物の造形時に造形物材料が積層される方向である積層方向へ造形物材料用ヘッド及びサポート材用ヘッドに対して相対的に造形台を移動させる積層方向駆動部を用いて、造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、サポート層の少なくとも一部を液体貯留容器内の液体に浸漬させつつ、積層方向へ造形台を相対移動させる。また、この場合、液体貯留容器内の液体の深さ方向は、例えば積層方向と平行な方向になる。そして、積層方向駆動部は、例えば、造形物の造形の進行に応じて液体貯留容器内のより深い位置へ造形台が移動するように、積層方向へ造形台を相対移動させる。このように構成すれば、例えば、サポート層を液体に浸漬しつつ、造形の動作を適切に行うことができる。

また、液体へのサポート層の浸漬のさせ方については、上記のような液体貯留容器を用いずに、造形台上に液体を貯留すること等も考えられる。この場合、例えば、造形物材料又はサポート材の少なくともいずれかを用いて一定の領域を囲む壁部を造形台上に形成して、壁部に囲まれた領域内に液体を貯留すること等が考えられる。また、より具体的に、この場合、例えば、サポート層との間に隙間を空けてサポート層の周囲を囲む壁部を造形物の造形時に造形台上に形成すること等が考えられる。この場合、サポート層と壁部との間に所定の液体を貯留することにより、造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、サポート層の少なくとも一部を所定の液体に浸漬する。このように構成した場合も、例えば、サポート層を液体に浸漬しつつ、造形の動作を適切に行うことができる。

また、この場合、例えば、サポート層と壁部との間に貯留する液体については、流動性材料用ヘッドから吐出すること等も考えられる。流動性材料用ヘッドとは、例えば、造形物の造形中に流動性を保つ材料である流動性材料を吐出する吐出ヘッドのことである。また、この場合、流動性材料用ヘッドは、流動性材料として、例えば、サポート層の除去に用いる所定の液体を吐出する。そして、液体吐出ヘッドから所定の液体を吐出することにより、サポート層と壁部との間に所定の液体を貯留する。

また、サポート層の除去をより効率的に行うためには、サポート層について、サポート材のみで形成するのではなく、他の構成にすること等も考えられる。この場合、例えば、サポート材の他に流動性材料を更に用いてサポート層を形成すること等が考えられる。より具体的に、この場合、サポート層の一部をサポート材で形成し、サポート層の他の少なくとも一部を流動性材料で形成すること等が考えられる。このように構成した場合、サポート層中において、サポート材は、硬化した状態で存在することになる。また、流動性材料は、サポート層中で流動性を保つことになる。そして、この場合、サポート層におけるサポート材の部分を溶解等により除去すれば、サポート層内の流動性材料も流出することになる。そのため、このように構成すれば、例えば、サポート層の除去をより効率的に短時間で行うことができる。

また、この場合、サポート材と流動性材料との関係については、例えば、硬化した状態のサポート材が流動性材料に対して溶解するような関係にすることが好ましい。このように構成すれば、例えば、サポート層の内部からもサポート材を溶解させることで、サポート層の除去をより効率的に短時間で行うことができる。また、このような流動性材料としては、サポート層の除去に用いる所定の液体と同一又は同様の液体を用いることが考えられる。より具体的に、例えば水溶性のサポート材を用いる場合には、サポート材と水とを用いてサポート層を形成することが考えられる。

また、サポート層の形成時において、サポート材以外の材料としては、例えば造形物材料を用いること等も考えられる。この場合、例えば、サポート層の一部を造形物材料で形成することにより、サポート層の強度を適切に高めることができる。また、より具体的に、この場合、例えば、サポート層の内部において周囲のサポート材を支える構造等を造形物材料で形成することが考えられる。また、周囲のサポート材を支える構造としては、例えば、柱状や板状の構造等を形成することが考えられる。このように構成すれば、例えば、造形中にサポート層の一部が除去された場合にも、サポート層の全体が崩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、サポート層の機能をより適切に維持できる。

また、液体への浸漬によりサポート層を除去する場合、例えば超音波を加えることで、より効率的にサポート層を除去できる。そのため、この構成においても、例えば、超音波を発生する超音波発生部を更に用いてもよい。この場合、例えば、造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、超音波発生部から発生する超音波を加えた所定の液体に対し、サポート層の少なくとも一部を浸漬する。このように構成すれば、例えば、サポート層の除去をより効率的に短時間で行うことができる。

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、造形物の造形をより効率的に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る造形装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形装置１０におけるヘッド部１２の構成の一例を示す。 サポート層５２の構成の変形例について更に詳しく説明をする図である。図２（ａ）は、本変形例において用いるヘッド部１２の構成の一例を示す。図２（ｂ）は、サポート層５２の構成の一例を示す。図２（ｃ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す。 サポート層５２の構成の更なる変形例について説明をする図である。図３（ａ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す。図３（ｂ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す。 造形物５０及び造形装置１０の構成の変形例について説明をする図である。図４（ａ）、（ｂ）は、造形装置１０により造形する造形物５０の構成の変形例を示す。図４（ｃ）は、造形装置１０の構成の変形例を示す。

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。図１（ｂ）は、造形装置１０におけるヘッド部１２の構成の一例を示す。

尚、以下に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特徴を有してよい。より具体的に、以下に説明をする点を除き、造形装置１０は、例えば、インクジェットヘッド等の吐出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特徴を有してよい。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、積層造形法により立体的な造形物５０を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）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、制御部２０、及び液体貯留容器３０を備える。ヘッド部１２は、造形物５０を構成する材料である造形物材料等を吐出するヘッドユニットである。また、本例において、造形物材料料としては、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、本例においては、インクについて、インクジェットヘッドから吐出する液体と考えることもできる。この場合、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インクの液滴を吐出する吐出ヘッドのことである。また、より具体的に、ヘッド部１２は、造形物材料として、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する。また、本例では、インクとして、紫外線の照射に応じて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１２は、造形物材料に加え、サポート層５２の材料を更に吐出する。また、これにより、ヘッド部１２は、造形物５０の周囲等に、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の外周等を囲むことで造形物５０を支持（サポート）する積層構造物（サポート部）のことである。また、サポート層５２については、例えば、造形物５０の造形中に造形物５０の少なくとも一部を支える構造物等と考えることもできる。また、サポート層５２について、例えば、造形物５０においてオーバーハング部分で造形物材料が崩れないように支持する構成等と考えることもできる。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。

また、本例において、サポート層５２は、所定の液体に浸漬することで除去可能な構成である。この場合、所定の液体に浸漬することで除去可能であるとは、例えば、所定の液体に溶解することである。また、サポート層５２が溶解するとは、例えば、サポート層５２を構成する材料（サポート材）が溶解することである。また、より具体的に、本例において、造形装置１０は、水溶性のサポート材を用いて、サポート層５２を形成する。この場合、水溶性のサポート材とは、例えば、サポート層５２が形成された状態（硬化後の状態）において水溶性になっている材料のことである。

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物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、主走査方向（図中のＹ方向）及び副走査方向（図中のＸ方向）と直交する方向である。

走査駆動部１６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１２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１４に対して相対的に移動することである。また、ヘッド部１２に走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２が有するインクジェットヘッド等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１６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１２に行わせる。また、これにより、走査駆動部１６は、主走査駆動部、副走査駆動部、及び積層方向駆動部として機能する。

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。本例において、走査駆動部１６は、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の側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、走査駆動部１６は、例えば、主走査方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、例えば造形台１４を移動させることにより、造形物５０の側を移動させてもよい。

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。また、より具体的に、副走査動作は、例えば、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台１４に対して相対的に移動する動作である。本例において、走査駆動部１６は、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。また、走査駆動部１６は、副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に副走査動作を行わせてもよい。

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１２を移動させる動作のことである。また、走査駆動部１６は、造形の動作の進行に合わせてヘッド部１２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。また、より具体的に、本例の積層方向走査において、走査駆動部１６は、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。走査駆動部１６は、積層方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２を移動させてもよい。

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、造形装置１０における造形の動作を制御する。より具体的に、制御部２０は、例えば造形すべき造形物５０の形状情報や、カラー情報等に基づき、造形装置１０の各部を制御する。

液体貯留容器３０は、サポート層５２を溶解させる液体を貯留する容器である。この場合、サポート層５２を溶解させる液体とは、例えば、サポート層５２を構成するサポート材を溶解させる液体のことである。また、上記のように、本例においては、水溶性のサポート材を用いて、サポート層５２を形成する。そのため、液体貯留容器３０に貯留する液体としては、水を用いる。また、液体貯留容器３０は、例えば、造形台１４を挟んでヘッド部１２と対向する位置に配設される。そして、造形装置１０は、少なくとも造形中の少なくとも一部の期間において、造形物５０及びサポート層５２の少なくとも一部を液体貯留容器３０内の液体（水）に浸漬しつつ、造形物５０の造形を行う。

また、より具体的に、本例において、液体貯留容器３０は、第１液室３０２、第２液室３０４、フィルタ３０６、及びポンプ３０８を有する。第１液室３０２は、造形中の造形物５０及びサポート層５２を液体に浸漬するための液室である。第１液室３０２は、造形台１４を内部に収容可能なサイズの液室であり、その液面は、オーバーフローすることによりヘッド部１２の下面より低く、かつ造形中の積層面よりも低い位置に常に維持されている。また、本例において、造形装置１０は、造形中の造形物５０及びサポート層５２を上面に載置している造形台１４を液体貯留容器３０内へ移動させることにより、第１液室３０２内の液体にサポート層５２を浸漬する。

このように構成した場合、造形の途中において、サポート層５２の少なくとも一部は、第１液室３０２中の液体と接触することになる。また、その結果、造形の途中に、サポート層５２の溶解がある程度進むことになる。そのため、本例によれば、例えば、造形物５０の造形中において、サポート層５２の一部を除去することが可能になる。また、これにより、例えば、造形の完了後にサポート層５２の除去に要する時間を短縮して、造形物５０の造形をより効率的に行うことができる。

また、上記においても説明をしたように、造形の動作中に行う積層方向走査時において、走査駆動部１６は、積層方向へ造形台１４を移動させる。そして、この場合、走査駆動部１６は、例えば図中に示すように、造形物５０の造形の進行に応じて液体貯留容器３０における第１液室３０２内のより深い位置へ、造形台１４を移動させる。また、これにより、造形物５０の造形中の少なくとも一部の期間において、走査駆動部１６は、サポート層５２の一部を第１液室３０２内の液体に浸漬させつつ、ヘッド部１２に対して相対的に、積層方向へ造形台１４を移動させる。また、この構成については、例えば、液体を貯めた容器上で造形物５０の造形を行い、造形の進行に応じてサポート層５２と共に造形物５０を徐々に液体中に沈める構成等と考えることもできる。

また、第２液室３０４は、第１液室３０２のオーバーフローにより第１液室３０２から溢れた液体を貯留する液室である。第２液室３０４の液面の位置については、例えば図中に示すように、第１液室３０２の液面の位置よりも下になるように調整する。また、本例において、第１液室３０２と第２液室３０４とは、図中に示すように、フィルタ３０６及びポンプ３０８を介して繋がっている。フィルタ３０６は、第２液室３０４から第１液室３０２へ流れる液体を濾過するフィルタである。ポンプ３０８は、第２液室３０４から第１液室３０２へ向けて液体を流すポンプであり、少なくとも造形中に第１液室３０２に液体を送り込む。このように構成すれば、フィルタ３０６で液体を濾過しつつ、第１液室３０２と第２液室３０４との間で液体を適切に循環させることができる。また、ポンプ３０８により第２液室３０４から第１液室３０２へ液体を送り、かつ、第１液室３０２から溢れた液体を第２液室３０４へ流すことにより、第１液室３０２の液面の位置を適切に調整できる。尚、この場合、上記のように液体を循環させることで液体の再利用が可能である。また、長期に使用して液体によるサポート層５２の溶解能力が低下した場合等には、例えば、図示せぬ廃液口から液体を排出し、新しい液体に交換することが好ましい。

また、この場合、第１液室３０２の液面の位置は、サポート層５２が液体に浸かり始めるタイミングに関係することになる。より具体的に、本例において、積層面（積層上面）の位置は、第１液室３０２の液面の位置よりも上側になっている。この場合、積層面の位置とは、インクの層を積層する積層動作において形成中の層の位置（積層方向における位置）のことである。また、この場合、積層面と第１液室３０２の液面との間の距離（積層方向における距離）に応じて、サポート層５２が液体に浸かり始めるタイミングが決まることになる。また、この場合、両者の位置の差分が小さいほど、早いタイミングでサポート層５２が液体に浸かり、サポート層５２の溶解が早く進むことになる。

そのため、この場合、例えば積層面と第１液室３０２の液面との位置関係を調整することで、サポート層５２が液体に浸かり始めるタイミングを調整できる。より具体的に、本例においては、積層面と第１液室３０２の液面との位置関係を調整可能にして、この位置関係の調整することで、サポート層５２が液体に浸かり始めるタイミングの調整を行う。また、この場合、造形物５０の造形がある程度進行して、造形中の造形物５０の高さが所定の高さを超えた後にサポート層５２及び造形物５０を液体に浸かるように調整を行うことが考えられる。このように構成すれば、液体中にサポート層５２を浸漬する時間を適切に調整できる。また、この場合、これらの第１液室３０２の液面の高さの位置は、オーバーフローの出口の高さを調整することで設定が可能である。

ここで、上記において説明をした動作等からもわかるように、本例において、液体貯留容器３０内でのサポート材の溶解は、造形の動作において先に形成された部分である積層方向の下側から順に進むことになる。そして、この場合、造形物材料で新たなインクの層が形成される領域の周囲は、サポート材の溶解が進んでいない状態のサポート層５２に支持されることになる。そのため、このように構成した場合も、サポート層５２により造形中の造形物を適切に支持できる。また、この場合、造形の完了後には、例えば造形台１４を十分に下げて造形物５０及びサポート層５２の全体を第１液室３０２の液体中に浸漬して、そのまま放置することが考えられる。このように構成すれば、例えば、造形後にサポート層５２を溶解させる後処理を適切に行うことができる。

また、上記のように、本例においては、サポート層５２の一部が造形の途中に除去されることになる。この点に関し、サポート層５２については、必ずしも全体の形状を造形の完了まで維持しなくても、造形の動作に必要な部分が残る状態にしておけばよいと考えられる。また、より具体的に、この場合、造形物材料で新たに形成される位置の直下又はその近辺の部分にサポート層５２が残っていれば、造形の動作を適切に行い得ると考えられる。また、この場合、造形材料の層のうち、例えば、造形の動作の初期に形成された部分等のよう、その上に十分に多くの層が形成されている部分の周囲のサポート層５２については、少なくともある程度の部分を除去しても問題ないと考えられる。そのため、本例においても、造形中の造形物５０において支持が必要な部分をサポート層５２で適切に支持しつつ、造形物５０を適切に造形できる。

また、造形物５０の造形時において、サポート層５２の除去に要する時間が特に問題になるのは、サポート層５２を液体に溶かすのにある程度以上の時間がかかる場合である。そして、このような場合、造形中にサポート層５２を液体に浸漬させたとしても、直ちにサポート層５２が溶解すること等にはならない。また、本例においては、例えば上記において説明をしたように、サポート層５２を液体に浸漬する時間を適宜調整することで、造形中のサポート層５２の除去量をより適切に管理することもできる。

また、上記においても説明をしたように、本例においては、水に浸漬することで除去可能なサポート層５２を形成する。そして、液体貯留容器３０内には、水を貯留する。この場合、例えば、水道水等を好適に用いることができる。また、液体貯留容器３０内に貯留する液体としては、求められる特性に応じて各種の添加剤（例えば、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤、又は増粘剤等）を添加した水等を用いてもよい。また、この場合、添加剤の添加等により水を弱アルカリ性にした水溶液を用いること等も考えられる。この場合、弱アルカリ性とは、例えば、ｐＨが８以上で１０程度以下（好ましくは９以下程度）の状態のことである。このように構成すれば、例えば、サポート層５２をより適切に溶解させることができる。また、液体貯留容器３０内に貯留する液体として、例えばサポート材の性質等に応じて、水以外の液体を用いること等も考えられる。また、この場合、例えば、水を主成分とする各種の液体等を用いることが考えられる。水を主成分とするとは、例えば、重量比で５０％以上の水を含むことである。このように構成した場合も、水を用いる場合と同一又は同様の効果を適切に得ることができる。また、水溶性のサポート材以外のサポート材を用いる場合には、サポート材の特性に合わせて、水系以外の液体を用いることも考えられる。

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。本例において、ヘッド部１２は、キャリッジ１００、複数の吐出ヘッド、複数の紫外線光源１０８、及び平坦化ローラ１１０を有する。キャリッジ１００は、ヘッド部１２における各構成を保持する保持部材である。また、本例において、ヘッド部１２は、複数の吐出ヘッドとして、図１（ｂ）に示すように、吐出ヘッド１０２ｗ、吐出ヘッド１０２ｔ、吐出ヘッド１０２ｙ、吐出ヘッド１０２ｍ、吐出ヘッド１０２ｃ、吐出ヘッド１０２ｋ、及び吐出ヘッド１０４を有する。これらの複数の吐出ヘッドは、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、これらの吐出ヘッドのうち、吐出ヘッド１０２ｗ、吐出ヘッド１０２ｔ、吐出ヘッド１０２ｙ、吐出ヘッド１０２ｍ、吐出ヘッド１０２ｃ、及び吐出ヘッド１０２ｋ（以下、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋという）は、造形物材料を吐出するインクジェットヘッドであり、造形物材料として、互いに異なる色のインクを吐出する。また、より具体的に、吐出ヘッド１０２ｗは、白色（Ｗ色）のインクを吐出する。吐出ヘッド１０２ｔは、クリアインクを吐出する。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。また、本例において、吐出ヘッド１０２ｙ、吐出ヘッド１０２ｍ、吐出ヘッド１０２ｃ、及び吐出ヘッド１０２ｋは、造形物５０の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。また、吐出ヘッド１０２ｙは、イエロー色（Ｙ色）のインクを吐出する。吐出ヘッド１０２ｍは、マゼンタ色（Ｍ色）のインクを吐出する。吐出ヘッド１０２ｃは、シアン色（Ｃ色）のインクを吐出する。また、吐出ヘッド１０２ｋは、ブラック色（Ｋ色）のインクを吐出する。

また、本例において、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋは、造形物材料用ヘッドの一例である。吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋのそれぞれは、例えば、造形台１４と対向する面に、所定のノズル列方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。ノズル列方向は、例えば副走査方向と平行な方向である。また、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋは、造形しようとする造形物５０の構造や色彩等に応じて、制御部２０の制御に従い、造形物５０の各部へインクを吐出する。また、これにより、造形装置１０は、例えば、表面が着色された造形物５０を造形する。

また、ヘッド部１２が有する吐出ヘッドのうち、吐出ヘッド１０４は、サポート材用ヘッドの一例であり、サポート材として用いられるインクを吐出する。この場合、サポート材とは、例えば、所定の条件に応じて硬化し、かつ、サポート層５２の形成に用いられる材料のことである。サポート材としては、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。また、より具体的に、本例においては、サポート材としても、紫外線硬化型インクを用いる。この場合、例えば、造形物材料として用いる紫外線硬化型インクと比べて弱く硬化する紫外線硬化型インク等を用いることが好ましい。このように構成すれば、例えば、サポート層５２の除去をより容易かつ適切に行うことができる。

また、上記においても説明をしたように、サポート材としては、所定の液体に対して溶解する性質の材料を用いる。この場合、サポート材が所定の液体に対して溶解するとは、例えば、硬化した状態のサポート材が所定の液体に対して溶解することである。また、より具体的に、本例において、サポート材としては、水に対して溶解する水溶性のサポート材を用いる。このようなサポート材としては、例えば、公知の水溶性のサポート材等を好適に用いることができる。また、吐出ヘッド１０４としては、例えば、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋと同一又は同様のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。

複数の紫外線光源１０８は、インクを硬化させるための光源（ＵＶ光源）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。また、本例において、複数の紫外線光源１０８のそれぞれは、間に吐出ヘッドの並びを挟むように、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。紫外線光源１０８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１０８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。平坦化ローラ１１０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である。平坦化ローラ１１０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。

以上のような構成のヘッド部１２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、必要に応じて、造形物５０の周囲等にサポート層５２を適切に形成できる。

尚、ヘッド部１２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１２は、造形物材料用ヘッドとして、上記以外の色のインクを吐出するインクジェットヘッドを更に有してもよい。この場合、例えば、造形物５０の内部（内部領域）の造形に用いる造形専用のインクを吐出するインクジェットヘッド等を用いることが考えられる。また、ヘッド部１２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。

続いて、造形装置１０の構成や造形の動作の変形例等について、説明をする。上記においては、液体貯留容器３０内でサポート層５２を溶解させる動作について、主に、単に液体（例えば、水）中にサポート層５２を浸漬することのみを行う場合の動作を説明した。この点に関し、液体への浸漬によりサポート層５２を除去する場合、例えば超音波を加えることで、より効率的にサポート層５２を除去できる。そのため、造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、第１液室３０２内の液体を超音波により振動させることで、サポート層５２の除去をより効率的に行うこと等も考えられる。この場合、液体貯留容器３０は、例えば、超音波発生器を更に有する。そして、造形物５０の造形中の少なくとも一部の期間において、超音波発生部から発生する超音波を加えた液体に対し、サポート層５２の少なくとも一部を浸漬する。このように構成すれば、例えば、サポート層５２の除去をより効率的に行うことができる。また、この場合、更に、例えば超音波を発生するタイミングを制御することで、造形の精度への影響を抑えつつ、サポート層５２の除去を効率化すること等も考えられる。より具体的に、この場合、主走査動作においてインクを吐出するタイミングを避けて超音波を発生すること等が考えられる。

また、上記においては、液体貯留容器３０について、造形装置１０の構成の一部として、説明をした。しかし、造形装置１０の構成の変形例においては、液体貯留容器３０について、造形装置１０とは別の構成と考えることもできる。この場合、例えば造形装置１０と液体貯留容器３０とを含む造形システムにおいて造形物５０を造形すると考えることができる。

また、サポート層５２の除去をより効率的に行うためには、サポート層５２の構成について、所定の液体（例えば、水）に対してより溶解しやすい構成にすることも考えられる。より具体的に、上記においても説明をしたように、本例においては、サポート材を溶解させる液体へサポート層５２を浸漬しつつ造形物５０の造形を行うことで、造形の完了までの間にサポート層５２の一部を溶解させる。また、これにより、造形の完了後にサポート層５２の除去に要する時間を短縮して、造形物５０の造形をより効率的に行うことを可能にしている。そして、この場合、造形物５０の除去をより効率的に行うためには、例えば、サポート材のみでサポート層５２を形成するのではなく、サポート層５２の他に流動性材料を更に用いてサポート層５２を形成すること等が考えられる。この場合、流動性材料とは、例えば、造形物５０の造形中に流動性を保つ材料のことである。また、流動性材料については、例えば、サポート材を硬化させる条件（例えば、紫外線の照射）では硬化せずに液体の状態を維持する材料等と考えることもできる。例えば、以下において説明するサポート層５２の構成においては、流動性材料として、液体を用いる。この場合、例えば、サポート材を溶解させる特性の液体等を好適に用いることができる。また、このような液体としては、例えば、液体貯留容器３０に貯留する液体と同じ液体を用いることが考えられる。また、より具体的に、水溶性のサポート材を用いる場合には、流動性材料として水を用いることが考えられる。この場合、サポート材と水とを用いてサポート層５２を形成することになる。また、この場合、ヘッド部１２として、流動性材料を吐出する吐出ヘッドを更に有するヘッド部１２を用いることが好ましい。

図２は、サポート層５２の構成の変形例について更に詳しく説明をする図である。尚、以下において説明をする点を除き、図２において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の特徴を有してよい。

図２（ａ）は、本変形例において用いるヘッド部１２の構成の一例を示す。このヘッド部１２は、例えば、図１（ｂ）に示したヘッド部１２に代えて、図１（ａ）に示した造形装置１０において用いることができる。また、本変形例において、ヘッド部１２は、図１（ｂ）に示した構成に加え、吐出ヘッド１０６を更に有する。吐出ヘッド１０６は、流動性材料用ヘッドの一例であり、流動性材料を吐出する。吐出ヘッド１０６としては、例えば、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋと同一又は同様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、流動性材料としては、例えば水を用いる。

また、この場合、サポート層５２について、吐出ヘッド１０４から吐出するサポート材のみで行うのではなく、吐出ヘッド１０６から吐出する流動性材料を更に用いて行う。流動性材料を更に用いてサポート層５２を形成するとは、例えば、造形物の造形時にサポート層５２を形成する場合に、サポート層５２の一部をサポート材で形成し、サポート層５２の他の少なくとも一部を流動性材料で形成することである。この場合、サポート層５２中において、サポート材は、硬化した状態で存在することになる。また、流動性材料は、サポート層５２中で流動性を保つことになる。

尚、図１（ｂ）や図２（ａ）においては、ヘッド部１２における複数の吐出ヘッドについて、一つのキャリッジ１００に保持させる場合の構成を図示している。しかし、造形装置１０の構成の更なる変形例においては、ヘッド部１２における複数の吐出ヘッドについて、複数のキャリッジ１００に分けて保持させること等も考えられる。また、この場合、複数のキャリッジ１００について、互いに独立に移動可能にすること等も考えられる。例えば、後に更に詳しく説明をするように、サポート層５２の形成時において、サポート材で形成された領域内の空洞に対し、吐出ヘッド１０６により流動性材料を充填すること等も考えられる。そして、この場合、流動性材料を吐出するタイミングについて、サポート材の吐出タイミングから独立して設定することが好ましい場合もある。そのため、このような場合には、例えば、流動性材料を吐出ヘッド１０６について、他のインクジェットヘッドを保持するキャリッジ１００とは別のキャリッジ１００に保持させること等も考えられる。このように構成すれば、吐出ヘッド１０６から流動性材料を吐出するタイミングについて、より柔軟に設定できる。

また、ヘッド部１２が有する複数のインクジェットヘッドの少なくとも一部については、例えば、インクジェット方式以外の方式で液滴を吐出する吐出ヘッドを代わりに用いることも考えられる。例えば、流動性材料を吐出する吐出ヘッド１０６として、インクジェット方式以外の方式で流動性材料を吐出する吐出ヘッドを用いること等も考えられる。また、この場合、吐出ヘッド１０６としては、例えば、単位時間あたりに吐出可能な液体の量（吐出能力）が吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋや吐出ヘッド１０４よりも大きな吐出ヘッドを用いることが好ましい。より具体的に、このような吐出ヘッド１０６としては、例えば、公知のディスペンサ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、吐出ヘッド１０６からの流動性材料の吐出をより効率的に行うことができる。また、このような吐出能力の大きな吐出ヘッド１０６を用いる場合には、吐出ヘッド１０６について、他の吐出ヘッド（吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋ及び吐出ヘッド１０４）と別のキャリッジ１００に保持させることが特に好ましい。

続いて、本変形例において形成するサポート層５２の特徴について、更に詳しく説明をする。図２（ｂ）は、サポート層５２の構成の一例を示す図であり、サポート層５２の一部について、副走査方向と直交する面による断面の構成の一例を示す。本変形例において、造形装置１０は、サポート層５２の一部として、内部に空洞２０４を含む構造のサポート材領域２０２を形成する。この場合、サポート材領域２０２とは、吐出ヘッド１０４から吐出するサポート材により形成される領域のことである。また、サポート材領域２０２の空洞２０４とは、例えば、サポート層５２内においてサポート材が充填されない領域のことである。また、本変形例において、サポート材領域２０２の空洞２０４には、吐出ヘッド１０６から吐出する流動性材料である水を充填する。また、これにより、サポート材と流動性材料とを用いて、サポート層５２を形成する。

このように構成した場合、サポート層５２は、その内部に、サポート材を溶解させる液体である水を含むことになる。そして、この場合、造形物の造形中において、サポート層５２の内部（内側）からからサポート材が徐々に溶解することになる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形物の造形中において、サポート層５２の内側からもサポート層５２をある程度溶解させることができる。また、これにより、例えば、造形後の後処理で行うサポート層５２の除去作業をより容易にして、サポート層５２の除去に要する時間をより適切に短縮できる。また、この場合、サポート材の他に流動性材料を使用してサポート層５２を形成することにより、例えば、サポート材の使用量を抑えつつ、サポート層５２を適切に形成できる。また、この場合、サポート材よりも遙かに安価な材料である水を用いてサポート層５２の一部を形成することで、造形のコストを大幅に低減することもできる。

また、上記においても説明をしたように、サポート層５２は、造形物の造形の完了後に除去される。そして、この場合、サポート層５２を構成するサポート材については、例えば廃棄物（産業廃棄物等）として処理することが必要になる。そのため、サポート層５２において、サポート材の使用量が多い場合には、廃棄物の処理のための手間や費用が多くかかることになる。これに対し、本変形例においては、サポート材の使用量を低減することにより、造形により生じる廃棄物を低減すること等も可能になる。また、本変形例においては、サポート層５２内に流動性材料を含ませることで、例えば、サポート材の除去をより確実に行うことが可能になる。そのため、例えば、造形の完了後に造形物の表面にサポート材が残ること等を適切に防ぐこともできる。また、これにより、サポート材が造形物の表面に残って造形物の色の見え方が変化すること（例えば、白化等）を適切に防ぐこともできる。そのため、本変形例によれば、サポート層５２を形成する場合に生じる様々な問題をより適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、サポート層５２をより適切に形成できる。

ここで、本変形例におけるサポート層５２の構造については、例えば図中に示す構成からわかるように、サポート材（インク）の領域と、流動性材料（水）の領域とを区画に分け、分割した構成等と考えることもできる。また、この場合、流動性材料の区画の形状や寸法については、図示した構成に限らず、様々に変更可能である。また、この場合、サポート層５２による支持の機能が維持できる範囲で、流動性材料が充填される領域の容積比率を多くすることが好ましい。このように構成すれば、例えば、サポート層５２の除去をより容易にできる。また、造形のコストをより適切に低減することもできる。また、この構成において、流動性材料が充填される個々の区画（サポート材領域２０２の空洞２０４）は、互いに連通していてもよい。この場合、区画が連通しているとは、例えば、複数の区画間の間で流動性材料が移動可能になっていることである。このように構成すれば、複数の区画に対してより容易かつ適切に流動性材料を充填できる。また、この場合、流動性材料がサポート層５２の外側に流失しないようにサポート材領域２０２を形成することが望ましい。

また、本変形例の構成のサポート層５２を形成する場合、造形物の造形時において、例えば積層するそれぞれのインクの層を形成する動作の中で、吐出ヘッド１０４から吐出するサポート材により空洞２０４を有するサポート材領域２０２を形成する。そして、空洞２０４の上面をサポート材で塞ぐ前のいずれかのタイミングで、空洞２０４内に吐出ヘッド１０６で流動性材料を充填する。また、この場合、空洞２０４内に充填された流動性材料の上に更に吐出ヘッド１０４からサポート材の液滴を吐出することで、サポート材領域２０２において空洞２０４の上面を塞ぐ部分を形成する。このように構成すれば、例えば、空洞２０４を有するサポート材領域２０２を適切に形成できる。

また、上記においても説明をしたように、本変形例において、流動性材料としては、水を用いる。このように構成すれば、例えば、流動性材料の上にサポート材の液滴を吐出した場合において、サポート材が流動性材料に沈む前にサポート材を適切に硬化させることができる。また、これにより、上記のような動作で、サポート材領域２０２において空洞２０４の上面を塞ぐ部分を適切に形成できる。

尚、上記においても説明をしたように、流動性材料としては、例えば水のように、サポート材を溶解させる特性の液体を用いることが好ましい。しかし、サポート層５２の除去をより容易にするという観点で考えた場合、サポート材を溶解させる特性の流動性材料を用いる場合に限らず、サポート材を溶解させない特性の流動性を用いる場合にも、サポート材のみでサポート層５２を形成する場合と比べ、サポート層５２の除去がより容易になると考えられる。また、サポート材の他に流動性材料を用いてサポート層５２を形成した場合、上記においても説明をしたように、造形のコストの低減等の様々な効果を更に得ることもできる。

そのため、流動性材料としては、例えば、サポート材を溶解しない性質の材料を用いてもよい。また、水以外の流動性材料を用いる場合、流動性材料としては、例えば、サポート材を硬化させる条件では硬化しない材料を用いることが考えられる。また、流動性材料としては、サポート材よりも安価な材料を用いることが好ましい。この場合、例えば、材料を硬化させるための物質（例えば、紫外線硬化型樹脂等）を含まない材料を用いることが考えられる。

また、流動性材料とサポート材との関係については、流動性材料の上に吐出されたサポート材を適切に硬化させ得る関係になっていることが望ましい。そして、そのためには、例えば、流動性材料の上にサポート材の液滴が吐出された場合において、サポート材を硬化させるために必要な時間内でサポート材が流動性材料中に沈んだり、変質しないことが必要である。また、より具体的に、流動性材料としては、例えば、（ａ）比重がサポート材に近いか重い物質、又は（ｂ）粘度が高く、サポート材が沈むのに時間がかかる物質等を用いることが考えられる。（ａ）に該当する材料としては、例えば、例えばパラフィン系溶剤を用いることが考えられる。また、フッ素系不活性液、例えばハイドロフルオロエーテルやフルオロカーボン類等を用いることも考えられる。また、（ｂ）に該当する材料としては、例えば、グリセリンや、グリセリンと水との混合液等を用いることが考えられる。

また、サポート材の沈降速度との兼ね合いにより、インク（インク滴）の比重は水よりも大きくてもよい。また、サポート材として使用するインクの物性に応じて、例えば、飽和炭化水素（パラフィン系、ナフテン系等）、鉱物油、又はシリコンオイル等の液体を用いることも考えられる。また、流動性材料としては、サポート材や造形物材料に対して化学的なアタック（反応）をしない材料を用いることが好ましい。また、流動性材料に対しては、必要に応じて、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤、又は増粘剤等を添加してもよい。

また、サポート層５２の構成については、図２（ｂ）に示した構成に限らず、更に様々に変形すること等も考えられる。例えば、サポート層５２については、サポート材領域２０２を明確に形成するのではなく、サポート材と流動性材料とを液滴レベルで混在させること等も考えられる。

図２（ｃ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す図であり、サポート層５２の一部について、副走査方向と直交する面による断面の構成の一例を示す。この場合、サポート層５２の少なくとも一部について、予め設定された範囲の比率でサポート材と流動性材料とが混在するように、吐出ヘッド１０４及び吐出ヘッド１０６に、サポート材及び流動性材料を吐出させる。また、これにより、例えば図中に示すように、サポート材と流動性材料とが液滴（ドロップ）単位で混在するように、サポート層５２を形成する。このように構成した場合も、例えば、サポート材及び流動性材料を用いてサポート層５２を適切に形成できる。

尚、この場合、サポート層５２を構成するサポート材と流動性材料との比率については、サポート層５２による支持の機能が適切に維持できる範囲に設定する。より具体的に、この場合、サポート材の容積比率について、サポート層５２による支持の機能が維持できる下限値以上の値に設定する。また、図２（ｃ）においては、サポート材と流動性材料との容積比率が２：１程度になるようにした場合について、サポート層５２の構成（Ｖｏｘｅｌの構成）の例を模式的に示している。

また、このようにサポート材と流動性材料とを混在させる場合、サポート層５２内の流動性材料が流失すると、サポート層５２の形状を適切に保つことが難しくなるおそれがある。そのため、この場合、流動性材料がサポート層５２の外側に流失しないようにサポート層５２を形成することが特に好ましい。また、より具体的に、この場合、サポート層５２の外周部について、流動性材料を混在させずに、サポート材のみで形成することが考えられる。この場合、サポート層５２の外周部とは、例えば、造形物材料が積層される積層方向と直交する面内におけるサポート層の外周部のことである。また、サポート層５２の外周部については、例えば、サポート層５２において大気と接する部分等と考えることもできる。このように構成すれば、例えば、液滴レベルでサポート材及び流動性材料がサポート層５２内で混在させる場合にも、流動性材料をサポート層５２の中に適切に保持できる。

また、このように構成した場合も、サポート材の使用量を低減することで、造形のコストを適切に低減できる。また、サポート材のみでサポート層５２を形成する場合と比べ、サポート層５２の除去をより容易にすることができる。また、この場合も、例えば流動性材料として水を用い、水溶性のサポート材を用いる場合のように、流動性材料にサポート材が溶解する関係の組み合わせを用いることで、造形物の造形中にサポート層５２の内側からサポート層５２を徐々に溶解させることができる。そのため、このように構成した場合も、造形後の後処理で行うサポート層５２の除去作業をより容易にして、サポート層５２の除去に要する時間を適切に短縮できる。

また、サポート層５２の構成については、更なる変形例を考えることもできる。図３は、サポート層５２の構成の更なる変形例について説明をする図である。尚、以下に説明をする点を除き、図３において、図１、２と同じ符号を付した構成は、図１、２における構成と、同一又は同様の特徴を有してよい。

図３（ａ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す図であり、サポート層５２において造形物５０と接する部分の近傍について、副走査方向と直交する面による断面の構成の一例を示す。本変形例においては、サポート層５２の一部を流動性材料のみで形成することにより、サポート層５２の除去をより容易にする。また、より具体的に、この場合、造形装置１０は、図中に示すように、主サポート部２１２及び境界部２１４を有するサポート層５２を形成する。この場合、主サポート部２１２は、サポート層５２において造形物５０と接する部分である境界部２１４以外の部分である。本変形例において、主サポート部２１２については、例えば、図２に示した場合と同一又は同様にして、サポート材と流動性材料とを用いて形成する。また、サポート層５２の構成の更なる変形例においては、主サポート部２１２について、流動性材料を用いずに、サポート材のみで形成すること等も考えられる。

また、境界部２１４は、サポート層５２において造形物５０と接する境界部分の領域である。境界部２１４については、例えば、一定の範囲の厚さ（例えば１０〜２００μｍ程度）で造形物５０の表面に沿った領域にすることが考えられる。また、本変形例において、境界部２１４は、サポート材を用いずに、流動性材料のみで形成する。このように構成すれば、例えば、サポート層５２におけるサポート材が造形物５０に対して強固に付着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、サポート層５２の除去をより容易にできる。また、この場合、サポート材が造形物５０に付着したまま残ることをより適切に防ぐことが可能になるため、例えば、サポート材が造形物５０の表面に残って造形物５０の色の見え方が変化すること等をより確実に防ぐこともできる。

また、本変形例のように境界部２１４を形成する場合、例えば、サポート層５２において造形物５０と接する部分の全体について、流動性材料のみで形成することがより好ましい。このように構成すれば、例えば、サポート層５２の除去をより容易にできる。また、造形物５０の形状等によっては、造形物５０と接する部分の一部のみについて、流動性材料のみで形成してもよい。

また、サポート層５２の構成の更なる変形例においては、サポート材や流動性材料以外の材料を更に用いてサポート層５２を形成すること等も考えられる。図３（ｂ）は、サポート層５２の構成の更なる変形例を示す図であり、サポート層５２の一部について、副走査方向と直交する面による断面の構成の一例を示す。

上記においても説明をしたように、サポート層５２の除去を効率的に行うためには、造形の途中において、サポート材を溶解させる液体にサポート層５２を浸漬することが考えられる。しかし、この場合、例えばサポート層５２の溶解が進みすぎると、サポート層５２の強度が不十分になるおそれがある。また、サポート層５２について、サポート材のみで形成するのではなく、サポート材と流動性材料とを用いて形成する場合、例えばサポート材のみでサポート層５２を形成する場合と比べ、サポート層５２の強度が低くなること等も考えられる。また、例えば流動性材料として水を用い、水溶性のサポート材を用いる場合のように、流動性材料にサポート材が溶解する関係の組み合わせを用いる場合、造形しようとする造形物５０の形状等によっては、サポート層５２において溶解が進んだ部分の強度が不十分になること等も考えられる。

これに対し、サポート層５２の強度をより高めることが必要な場合には、サポート層５２の形状を保持するための構成をサポート層５２内に形成することが考えられる。また、このような構成としては、例えば、サポート層５２の一部について、サポート材や流動性材料ではなく、造形物５０の造形に用いる造形物材料で形成することが考えられる。より具体的に、図３（ｂ）に示す構成の場合、サポート層５２は、主サポート部２１２及び非溶解部２１６を有する。この場合、主サポート部２１２は、サポート層５２における非溶解部２１６以外の部分である。主サポート部２１２については、例えば、図２や図３（ａ）に示した場合と同一又は同様にして、サポート材と流動性材料とを用いて形成する。また、主サポート部２１２については、例えば流動性材料を用いずに、サポート材のみで形成してもよい。

また、非溶解部２１６は、流動性材料に対して溶解しない材料で形成される部分である。また、より具体的に、本変形例において、非溶解部２１６については、造形物材料で形成する。この場合、造形物材料とは、例えば、ヘッド部１２における吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋ（図１参照）から吐出するインクのことである。また、この場合、非溶解部２１６は、例えばサポート層５２内で柱状や板状の構造等に形成されることで、周囲のサポート材を支える構造として機能する。このように構成すれば、例えば、安定したサポート層５２をより適切に形成できる。また、この場合、例えば、造形中にサポート層５２の一部が除去された場合にも、サポート層５２の全体が崩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、サポート層５２の機能をより適切に維持できる。

続いて、造形物５０や造形装置１０の構成の変形例等について、説明をする。図４は、造形物５０及び造形装置１０の構成の変形例について説明をする図である。尚、以下に説明をする点を除き、図４において、図１〜３と同じ符号を付した構成は、図１〜３における構成と、同一又は同様の特徴を有してよい。

図４（ａ）、（ｂ）は、造形装置１０により造形する造形物５０の構成の変形例を示す。図４（ａ）は、完成した造形物５０の外観（造形物外観）の一例を示す。図４（ｂ）は、造形物５０の断面の様子をサポート層５２の断面と共に示す。上記においては、サポート層５２について、例えば、サポート材と流動性材料とを用いることで、サポート材の使用量を低減して、造形のコストを低減することについて、説明をした。しかし、流動性材料を用いた場合、造形物５０の造形に用いる造形物材料についても、同様にして、使用量を低減することができる。

より具体的に、本変形例においては、造形物５０について、図４（ｂ）に示すように、造形材料領域１５２と空洞１５４とを有する構造で形成する。この場合、造形材料領域１５２は、造形物材料で形成される領域であり、造形物５０の内部の空洞１５４を囲むように、造形物５０の外周領域に形成される。また、空洞１５４は、造形物５０の内部において造形物材料が充填されない領域である。このように構成すれば、例えば、造形物５０の造形時に使用する造形物材料の使用量を適切に低減できる。また、これにより、造形物５０の造形のコストを適切に低減できる。

また、この場合、造形物５０における空洞１５４については、例えば、ヘッド部１２における吐出ヘッド１０６から吐出する流動性材料を利用して形成する。より具体的に、この場合、造形物５０の造形時において、空洞１５４を形成すべき領域に流動性材料を充填した状態で周囲の造形材料領域１５２を形成することで、造形材料領域１５２及び空洞１５４を有する造形物５０を造形する。また、この場合、空洞１５４内に充填した流動性材料については、造形の完了までに造形物５０内から抜き取ることが考えられる。この場合、例えば造形物５０の表面の一部に孔を形成しておき、その孔を介して流動性材料を抜き取ること等が考えられる。また、造形物５０の用途や求められる品質等によっては、空洞１５４内に流動性材料を充填したままの状態で、造形物５０の造形を完了してもよい。

また、上記においては、主に、液体貯留容器３０（図１参照）を用いることで、造形中にサポート層５２を液体（水等）に浸漬する動作について説明をした。しかし、造形装置１０の構成の変形例においては、液体貯留容器３０等を用いずにサポート層５２を液体に浸漬すること等も考えられる。また、この場合、より具体的に、ヘッド部１２における吐出ヘッド１０６（図２参照）から吐出する流動性材料を造形台１４上で貯留し、その中にサポート層５２を浸漬すること等が考えられる。

図４（ｃ）は、造形装置１０の構成の変形例を示す図であり、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明をした構成の造形物５０を造形する場合について、造形の動作中の造形装置１０の構成の一例を示す。また、より具体的に、この造形の動作においては、図３（ｂ）、（ｃ）を用いて上記においても説明をしたように、造形材料領域１５２及び空洞１５４を有する造形物５０を造形する。また、造形中において、例えば図中に示すように、空洞１５４内に流動性材料を充填した状態で、造形材料領域１５２及びサポート層５２を形成する。

また、この場合、空洞１５４内の流動性材料については、例えば、造形物５０の内部におけるサポート部と考えることもできる。より具体的に、この場合、空洞１５４内の流動性材料の上に造形物材料として用いるインクを吐出することにより、様々な形状の造形材料領域１５２を形成することが可能になる。また、これにより、例えば、造形材料領域１５２において空洞１５４の上側を塞ぐ部分等についても、空洞１５４内へサポート材等を吐出することなく、適切に形成できる。そのため、このように構成すれば、例えば、内部に空洞１５４を有する造形物５０をより適切に造形できる。

また、この場合、造形物５０を構成するインクの層を積層する動作と並行して、積層面の位置を維持しながら、空洞１５４内へ吐出ヘッド１０６から流動性材料を吐出する。また、これにより、空洞１５４内に流動性材料を充填する。この場合、積層面の位置とは、インクの層を積層する積層動作で形成中の層の位置（積層方向における位置）のことである。また、積層面の位置を維持しながら流動性材料を吐出するとは、流動性材料の充填のための積層方向走査（Ｚ走査）を別途行うことなく、造形物５０を造形する動作の中で流動性材料を吐出することである。また、より具体的に、この場合、造形物材料やサポート材を吐出する主走査動作において、流動性材料の吐出も行うことが考えられる。

また、この場合、例えば空洞１５４内の流動性材料が不足しないように、必要最小限の量よりも多めの流動性材料を吐出することが考えられる。この場合、積層動作の途中で積層面を超える余分な流動性材料は、層面から溢れるか、ヘッド部１２における平坦化ローラ１１０による平坦化の動作により平坦化ローラ１１０に付着して硬化前のインクの一部と共に除去されるか、平坦化ローラ１１０により押し出されて空洞１５４からオーバーフローして、造形中の造形物５０の上面から流失することになる。

これに対し、本変形例においては、例えば図中に示すように、オーバーフローした流動性材料を造形台１４上に保持するための壁部５４を形成する。この場合、例えば造形物５０を造形する動作の初期において、造形物５０の造形と並行して、造形物５０の周囲を囲む壁部５４を造形台１４上に形成する。また、この場合において、造形物５０及びサポート層５２との間に流動性材料を貯留できるように、造形物５０及びサポート層５２との間に隙間を空けた状態で造形物５０及びサポート層５２の周囲を囲むように、造形台１４上に壁部５４を形成する。

このように構成すれば、例えば、空洞１５４から流動性材料が溢れた場合も、周囲への影響を適切に抑えることができる。また、この場合、空洞１５４から溢れた流動性材料は、造形台１４上で広く広がることなく、壁部５４に囲まれた領域内に貯まることになる。そのため、造形物５０の造形が完了した後には、例えば造形物５０及びサポート層５２を造形台１４から剥離する前又は後に、壁部５４に囲まれた範囲内の流動性材料のみをスポイトでの吸い取り等で除去すればよい。また、この場合、壁部５４を崩せば、壁部５４についても、造形台１４上から容易かつ適切に除去できる。そのため、このように構成すれば、流動性材料を用いて行う造形の動作をより適切に行うことができる。

ここで、壁部５４の高さ（積層方向における高さ）については、オーバーフローした流動性材料が壁部５４の外側に漏れ出さない高さであればよい。そのため、壁部５４の高さは、例えば図中に示すように、造形物５０よりも低くてもよい。また、壁部５４については、サポート材及び造形物材料の少なくともいずれかを用いて形成することが考えられる。また、この場合、造形物材料としては、吐出ヘッド１０２ｗ〜ｋのいずれから吐出するインクを用いてもよい。また、壁部５４について、サポート材及び造形物材料の両方を用いて形成してもよい。また、壁部５４の一部について、上記において説明をした様々なサポート層５２の構成等と同様に、流動性材料で形成すること等も考えられる。

また、この場合、壁部５４とサポート層５２との間の流動性材料が貯まることにより、サポート層５２の少なくとも一部は、サポート層５２の外面側において、流動性材料に浸漬されることになる。そのため、例えば流動性材料として水を用い、水溶性のサポート材を用いる場合のように、流動性材料にサポート材が溶解する関係の組み合わせを用いることで、造形の動作の途中において、サポート層５２は、外側からもある程度溶解することになる。そのため、このように構成した場合も、造形中の少なくとも一部の期間において、サポート層５２の少なくとも一部について、サポート材を溶解させる液体に適切に浸漬することができる。また、これにより、例えば、造形中に並行してサポート層５２を溶解させ、造形の完了後にサポート層の除去に要する時間を適切に短縮することもできる。

尚、上記においても説明をしたように、本変形例においては、造形材料領域１５２やサポート層５２の形成に用いる吐出ヘッド１０６から流動性材料を吐出することにより、サポート層５２と壁部５４との間に、サポート層を溶解させる液体を貯留する。また、造形装置１０の構成の変形例においては、壁部５４に囲まれる領域に対し、吐出ヘッド１０６とは別の構成を利用して、液体を貯留すること等も考えられる。この場合、例えば、液体を吐出する他の吐出ヘッド等を更に用いることが考えられる。また、この場合、壁部５４に囲まれる領域に貯留する液体として、吐出ヘッド１０６が吐出する流動性材料とは異なる液体を用いてもよい。この場合も、例えばサポート材を溶解させる液体を用いることにより、造形の完了後にサポート層の除去に要する時間を適切に短縮できる。

本発明は、例えば造形装置に好適に利用できる。

１０・・・造形装置、１２・・・ヘッド部、１４・・・造形台、１６・・・走査駆動部、２０・・・制御部、３０・・・液体貯留容器、５０・・・造形物、５２・・・サポート層、５４・・・壁部、１００・・・キャリッジ、１０２・・・吐出ヘッド、１０４・・・吐出ヘッド、１０６・・・吐出ヘッド、１０８・・・紫外線光源、１１０・・・平坦化ローラ、１５２・・・造形材料領域、１５４・・・空洞、２０２・・・サポート材領域、２０４・・・空洞、２１２・・・主サポート部、２１４・・・境界部、２１６・・・非溶解部、３０２・・・第１液室、３０４・・・第２液室、３０６・・・フィルタ、３０８・・・ポンプ

Claims (11)

1. 立体的な造形物を造形する造形装置であって、
   前記造形物を構成する材料である造形物材料を吐出する造形物材料用ヘッドと、
   前記造形物の造形中に前記造形物の少なくとも一部を支える構造物であるサポート層の材料であるサポート材を吐出するサポート材用ヘッドと
   を備え、
   前記サポート層は、所定の液体に浸漬することで除去可能なものであり、
   前記サポート層を形成する場合、前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記サポート層の少なくとも一部を前記所定の液体に浸漬しつつ、前記造形物を造形することを特徴とする造形装置。
2. 造形中の前記造形物を上面に載置する造形台と、
   前記所定の液体を貯留する容器であり、前記造形台を挟んで前記造形物材料用ヘッド及び前記サポート材用ヘッドと対向する位置に配設される液体貯留容器と、
   前記造形物の造形時に前記造形物材料が積層される方向である積層方向へ前記造形物材料用ヘッド及び前記サポート材用ヘッドに対して相対的に前記造形台を移動させる積層方向駆動部と
   を更に備え、
   前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記積層駆動部は、前記サポート層の少なくとも一部を前記液体貯留容器内の前記液体に浸漬させつつ、前記造形物材料用ヘッド及び前記サポート材用ヘッドに対して相対的に前記積層方向へ前記造形台を移動させることを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
3. 前記積層方向駆動部は、前記造形物の造形の進行に応じて前記液体貯留容器内のより深い位置へ前記造形台が移動するように、前記造形物材料用ヘッド及び前記サポート材用ヘッドに対して相対的に前記積層方向へ前記造形台を移動させることを特徴とする請求項２に記載の造形装置。
4. 造形中の前記造形物を上面に載置する造形台を更に備え、
   前記造形物の造形時に、前記サポート層との間に隙間を空けて前記サポート層の周囲を囲む壁部を、前記造形物材料又は前記サポート材の少なくともいずれかを用いて前記造形台上に形成し、
   前記サポート層と前記壁部との間に前記所定の液体を貯留することにより、前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記サポート層の少なくとも一部を前記所定の液体に浸漬しつつ、前記造形物を造形することを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
5. 前記造形物の造形中に流動性を保つ材料である流動性材料を吐出する流動性材料用ヘッドを更に備え、
   前記流動性材料用ヘッドは、前記流動性材料として、前記所定の液体を吐出し、
   前記液体吐出ヘッドから前記所定の液体を吐出することにより、前記サポート層と前記壁部との間に前記所定の液体を貯留することを特徴とする請求項４に記載の造形装置。
6. 前記造形物の造形中に流動性を保つ材料である流動性材料を吐出する流動性材料用ヘッドを更に備え、
   前記サポート層を形成する場合に、前記サポート層の一部を前記サポート材で形成し、前記サポート層の他の少なくとも一部を前記流動性材料で形成し、
   前記サポート層中において、前記サポート材は、硬化した状態で存在し、
   前記流動性材料は、前記サポート層中で流動性を保つ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. 硬化した状態の前記サポート材は、前記流動性材料に対して溶解することを特徴とする請求項６に記載の造形装置。
8. 前記サポート層を形成する場合に、前記サポート層の一部を前記造形物材料で形成す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造形装置。
9. 前記所定の液体として、弱アルカリ性の水溶液を用いることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の造形装置。
10. 超音波を発生する超音波発生部を更に備え、
    前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記超音波発生部から発生する超音波を加えた前記所定の液体に対し、前記サポート層の少なくとも一部を浸漬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. 立体的な造形物を造形する造形方法であって、
    前記造形物を構成する材料である造形物材料を吐出する造形物材料用ヘッドと、
    前記造形物の造形中に前記造形物の少なくとも一部を支える構造物であるサポート層の材料であるサポート材を吐出するサポート材用ヘッドと
    を用い、
    前記サポート層は、所定の液体に浸漬することで除去可能なものであり、
    前記サポート層を形成する場合、前記造形物の造形中の少なくとも一部の期間において、前記サポート層の少なくとも一部を前記所定の液体に浸漬しつつ、前記造形物を造形することを特徴とする造形方法。

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