JP7217617B2 - 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、熱溶解積層法（ＦＤＭ：Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）で造形物を造形する方法が知られている。熱溶解積層法は、１９８０年代後半に米国ストラタシス社によって開発された造形方法であり、フィラメントと呼ばれる熱溶融性樹脂の巻線を２００℃程度の高温で溶融（溶解）しながら、押し出して積層することによって造形を行う。また、熱溶解積層法で用いられるフィラメントとして、従来から、様々な色のフィラメントが用いられている。しかし、熱溶解積層法においては、装置の構成上、予め選択した一色のフィラメントのみを用いて造形を行うことが一般的である。そのため、例えば２色以上での着色をした造形物を造形しようとする場合、造形の途中に装置の動作を一旦止めて、フィラメントを別に色に入れ替えることが必要になる。また、この点に関し、従来、複数色のフィラメントを予め混合することで所望の色彩に調整し、調整後の樹脂を押し出すことで造形を行う方法等も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－８８０４９号公報

近年、造形装置（３Ｄプリンタ）の用途の広がり等に伴い、より高い品質で造形を行うことが望まれている。そのため、例えばフィラメント等の熱溶融性の造形材料を用いる場合においても、より高い品質で着色がされた造形物を造形することが望まれている。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。

造形装置において、着色された造形物を造形する場合、例えば、有色の造形材料を用いて着色領域を形成することが考えられる。また、より具体的に、例えば、フィラメント等の熱溶融性の造形材料を用いて造形物の造形を行う場合、互いに異なる複数色の造形材料を用い、各色の造形材料の使用比率を変化させることで、着色領域に対して様々な色での着色を行うことが考えられる。

これに対し、本願の発明者は、鋭意研究により、熱溶融性の造形材料を用いて着色がされた造形物の造形を行う場合に関し、有色の造形材料のみで着色領域を形成するのではなく、無色で透明な色であるクリア色の造形材料を更に用いて着色領域を形成することを考えた。また、このようにして着色領域を形成することで、高い品質での着色をより適切に行い得ることを見出した。

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、熱溶融性の造形材料を用いて造形物を造形する造形装置であって、有色の前記造形材料である有色材料をそれぞれが供給する供給部であり、互いに異なる色の前記有色材料をそれぞれが供給する複数の有色材料供給部と、無色で透明な色であるクリア色の前記造形材料であるクリア材料を供給するクリア材料供給部とを備え、前記有色材料及び前記クリア材料を用いて着色がされた領域である着色領域を備える前記造形物を造形する。

このように構成すれば、例えば、有色材料及びクリア材料を用いて造形物の着色領域を適切に形成できる。また、これにより、例えば、着色がされた造形物を高い品質でより適切に造形することができる。

ここで、この構成において、造形装置は、例えば、造形材料で形成される層を積層する積層法（積層造形法）により、造形物を造形する。また、この場合において、例えば、それぞれの層の外周に対する法線方向において着色領域の厚さが予め設定された一定の厚さになるように、着色領域を形成する。このように構成すれば、例えば、造形物の各位置での色の見え方に差が生じ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、高い品質での着色がされた造形物をより適切に造形することができる。また、この構成においては、例えば、各色の有色材料の使用比率を変化させることで、着色領域に対して様々な色での着色を行うことができる。また、この場合において、クリア材料については、有色材料の使用量の変化を補填するように用いることが考えられる。

より具体的に、この構成において、造形装置は、例えば、複数の有色材料供給部から供給される有色材料とクリア材料供給部から供給されるクリア材料とを溶融して混合した材料である混合材料を押し出す混合押出部を更に備える。このように構成すれば、例えば、着色領域の形成に用いる造形材料を適切に混合することができる。また、この場合、造形装置は、例えば、複数の有色材料供給部及びクリア材料供給部の動作を制御する制御部を更に備える。そして、混合押出部に混合材料を押し出させる場合、制御部は、例えば、複数の有色材料供給部から混合押出部へ単位時間に供給される有色材料と、クリア材料供給部から混合押出部へ単位時間に供給されるクリア材料との合計である材料合計量が予め設定された一定値になるように、複数の有色材料供給部及びクリア材料供給部の動作を制御する。このように構成すれば、例えば、有色材料の使用量の変化をクリア材料により適切に補填することができる。また、これにより、例えば、混合押出部から押し出す混合材料の押出量の制御をより適切に行うことができる。

また、この構成において、複数の有色材料供給部のそれぞれとしては、例えば、シアン色（Ｃ色）、マゼンタ色（Ｍ色）、及びイエロー色（Ｙ色）の各色の有色材料を供給する有色材料供給部を用いることが考えられる。また、この場合、ブラック色（Ｋ色）の有色材料を供給する有色材料供給部を更に用いることが好ましい。このように構成すれば、例えば、着色領域を様々な色に適切に着色することができる。

また、着色領域については、例えば、造形物において外部から色彩が視認できる領域である造形物の表面に形成することが考えられる。そして、この場合、造形物の内側には、着色領域以外の領域を更に形成することが考えられる。また、このような領域としては、例えば、内部領域や光反射領域を形成することが考えられる。この場合、内部領域とは、例えば、造形物において着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部を構成する領域である。内部領域については、例えば、造形物の内部において造形物の形状を構成する領域等と考えることもできる。また、光反射領域とは、例えば、造形物において着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部に形成される光反射性の領域である。光反射領域については、例えば、着色領域を介して造形物の外部から入射した可視光を反射する領域等と考えることもできる。また、光反射領域としては、例えば、内部領域を兼ねた領域を形成すること等も考えられる。また、この場合、造形物の構成について、内部領域が省略されていると考えることもできる。

また、内部領域を備える造形物を造形する場合、造形装置は、例えば、内部領域の形成に用いる造形材料である構築材料を混合押出部へ供給する構築材料供給部を更に備える。この場合、内部領域の形成時において、混合押出部は、例えば、構築材料供給部から供給される構築材料を溶融して押し出す。このように構成すれば、例えば、着色領域の形成時に用いる混合押出部を用いて、内部領域を適切に形成することができる。

また、構築材料については、例えば、着色領域の形成時に用いる混合押出部とは別の押出部を用いて押し出してもよい。この場合、造形装置は、例えば、構築材料を供給する構築材料供給部と、構築材料供給部から供給される構築材料を溶融して押し出す構築材料押出部を更に備える。また、この場合、構築材料押出部は、例えば、混合押出部と異なる位置に配設される。このように構成した場合も、内部領域を適切に形成することができる。

また、光反射領域を備える造形物を造形する場合、造形装置は、例えば、光反射領域の形成に用いる造形材料である光反射性材料を混合押出部へ供給する光反射性材料供給部を更に備える。この場合、光反射領域の形成時において、混合押出部は、例えば、光反射性材料供給部から供給される光反射性材料を溶融して押し出す。このように構成すれば、例えば、着色領域の形成時に用いる混合押出部を用いて、光反射領域を適切に形成することができる。

また、光反射性材料については、例えば、着色領域の形成時に用いる混合押出部とは別の押出部を用いて押し出してもよい。この場合、造形装置は、例えば、光反射性材料を供給する光反射性材料供給部と、光反射性材料供給部から供給される光反射性材料を溶融して押し出す光反射性材料押出部とを更に備える。また、この場合、光反射性材料押出部は、例えば、混合押出部と異なる位置に配設される。このように構成した場合も、光反射領域を適切に形成することができる。

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、この場合、造形方法について、例えば、造形物の製造方法等と考えることもできる。

本発明によれば、例えば、着色がされた造形物を高い品質でより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装置１０の構成の一例を示す図である。 造形物５０の構成の一例を示す断面図である。 混合押出ヘッド１２の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、混合押出ヘッド１２の先端付近について、ＹＺ平面での断面の構成を示す。図３（ｂ）は、一点鎖線ＡＡの位置での混合押出ヘッド１２の断面の構成を示す。 造形物５０における各領域を形成する動作の一例を示す図である。 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５（ａ）は、造形装置１０の構成の変形例における材料供給部１６の構成の一例を示す。図５（ｂ）は、造形装置１０の構成の更なる変形例における材料供給部１６の構成の一例を示す。 造形装置１０の構成の更なる変形例を示す。

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の構成の一例を示す。本例において、造形装置１０は、熱溶解積層法で立体物を造形する造形装置である。この場合、熱溶解積層法とは、例えば、熱溶融性（熱溶融型）の造形材料を用いた積層法（ｌａｙｅｒ ｂｙ ｌａｙｅｒ）で立体的な造形物を造形する方法のことである。熱溶融性の造形材料とは、例えば、所定の温度以上に加熱することで溶融（溶解）する造形材料のことである。熱溶解積層法については、例えば、加熱により溶融した造形材料をノズルから押し出して積層することで造形物を造形する方法等と考えることもできる。また、積層法については、例えば、造形材料で形成される層を積層することで造形物を造形する方法（積層造形法）等と考えることができる。

また、より具体的に、造形装置１０は、造形材料として糸状又は細線状の樹脂であるフィラメント（フィラメント材料）を用いて、造形を行う。また、この場合において、互いに色の異なる複数種類の熱溶融型のフィラメントを用いることにより、着色された造形物を造形する。そのため、造形装置１０については、例えば、３次元カラー造形を行う装置等と考えることもできる。また、以下に説明をする点を除き、本例における造形装置１０は、熱溶解積層法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、本例において、造形装置１０は、混合押出ヘッド１２、造形台１４、材料供給部１６、走査駆動部１８、及び制御部３０を備える。混合押出ヘッド１２は、造形物５０を形成すべき位置へ溶融した造形材料を押し出す押出部である。この場合、造形物５０を形成すべき位置とは、例えば、熱溶解積層法での造形時に造形材料を押し出すべき位置のことである。また、本例において、混合押出ヘッド１２は、混合押出部の一例であり、溶融した造形材料として、材料供給部１６から受け取るフィラメントを溶融した樹脂を押し出す。また、この場合、必要に応じて、互いに色が異なる複数種類のフィラメントを材料供給部１６から受け取り、これらを溶融して混合した樹脂である混合材料を押し出す。

また、本例において造形物５０の造形に用いるフィラメントは、熱可塑性の樹脂である。フィラメントとしては、例えば２００℃程度の温度で溶融する樹脂を好適に用いることができる。また、フィラメントとしては、例えば、熱溶解積層法で使用される公知のフィラメントを好適に用いることできる。また、図中に示すように、本例において、造形装置１０は、必要に応じて、造形物５０の周囲等に、造形中の造形物５０を支持するためのサポート層５２を形成する。サポート層５２は公知の技術で、例えば、造形物５０におけるオーバーハング部を支持するための構成であって、造形台１４から造形物５０の下面に接して支持する柱又は網目状の構造体であり、造形の動作の完了後に造形物５０から除去される。サポート層５２の材料としては専用のフィラメントを用意しても良いが、除去後に造形物５０の表面に残りやすいため、造形物５０の表面に近い色か透明なフィラメントを好適に用いることができる。

造形台１４は、造形中の造形物５０を保持する台状部材である。本例において、造形台１４は、混合押出ヘッド１２と対向する上面に造形物５０及びサポート層５２を載置することにより、造形中の造形物５０を保持する。

材料供給部１６は、造形材料又はサポート材として用いるフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する構成である。また、本例において、材料供給部１６は、図中に示すように、複数のフィラメント供給部１０２ｍｏ、ｃ、ｍ、ｙ、ｋ、ｔ、ｗ、ｓ（以下、フィラメント供給部１０２ｍｏ～ｓという）を有する。フィラメント供給部１０２ｍｏ～ｓのそれぞれは、互いに異なる色のフィラメントを供給する供給部であり、例えばローラ等でフィラメントを押し出すことにより、各色のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。また、この場合、造形物５０の各位置へ着色する色等に応じて、フィラメント供給部１０２ｍｏ～ｓのうちの一部から混合押出ヘッド１２へフィラメントの量を調整して供給する。このように構成すれば、例えば、混合押出ヘッド１２から押し出す樹脂の色を様々に変化させることができる。また、本例において、造形装置１０は、内部領域、光反射領域、及び着色領域を備える造形物５０を造形する。そして、材料供給部１６は、各領域の各部の形成時において、その領域を形成するために必要となるフィラメントの量を調整して材料供給部１６へ供給する。造形物５０における各領域については、後に更に詳しく説明をする。

また、フィラメント供給部１０２ｍｏ～ｓのうち、フィラメント供給部１０２ｍｏは、造形装置１０における内部領域の形成に用いるフィラメント（以下、ｍｏ色のフィラメントという）を混合押出ヘッド１２へ供給する。この場合、ｍｏ色のフィラメントは、構築材料（ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）の一例である。また、フィラメント供給部１０２ｍｏは、構築材料供給部の一例である。ｍｏ色のフィラメントについては、例えば、造形専用の材料であるモデル材等と考えることもできる。

フィラメント供給部１０２ｃ、フィラメント供給部１０２ｍ、フィラメント供給部１０２ｙ、及びフィラメント供給部１０２ｋ（以下、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋという）は、着色領域の形成時に用いる有色のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。また、より具体的に、フィラメント供給部１０２ｃは、シアン色（Ｃ色）のフィラメントを供給する。フィラメント供給部１０２ｍは、マゼンタ色（Ｍ色）のフィラメントを供給する。フィラメント供給部１０２ｙは、イエロー色（Ｙ色）のフィラメントを供給する。フィラメント供給部１０２ｋは、ブラック色の（Ｋ色）フィラメントを供給する。また、これにより、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋは、互いに異なる色のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。この場合、ＣＭＹＫの各色は、減法混色法での色表現に用いる基本色（プロセスカラー）の一例である。また、ＣＭＹＫの各色のフィラメントは、有色の造形材料である有色材料の一例である。また、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋは、複数の有色材料供給部の一例である。これらのような複数色のフィラメントを用いることにより、例えば、造形物５０における着色領域を様々な色に適切に着色することができる。

また、フィラメント供給部１０２ｔは、クリア材料供給部の一例であり、クリア材料の一例であるクリア色（Ｔ色）のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。この場合、クリア色とは、無色で可視光に対して透明なことである。また、無色で透明とは、例えば、造形に求められる品質に応じて、実質的に無色で透明なことであってよい。また、実用上、無色で透明であるとは、例えば、ＣＭＹＫの各色のフィラメントのように意図的な着色がされておらず、かつ、透光性なことであってよい。また、本例において、クリア色のフィラメントは、造形物５０の着色領域の形成時に、ＣＭＹＫの各色のフィラメントと共に用いられる。より具体的に、例えば、着色領域を形成する場合、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用比率を変化させることで、着色領域に対して様々な色での着色を行うことができる。そして、この場合において、クリア色のフィラメントについては、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計（有色のフィラメントの使用量）の変化を補填して、有色のフィラメントとクリア色のフィラメントの使用量の合計を一定とするように用いる。この場合、ＣＭＹＫの各色のフィラメント及びクリア色のフィラメントについて、着色用の材料（ｃｏｌｏｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）と考えることもできる。また、着色領域の形成の仕方については、後に更に詳しく説明をする。

フィラメント供給部１０２ｗは、光反射性材料供給部の一例であり、光反射性材料の一例である白色（Ｗ色）のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。この場合、光反射性材料とは、例えば、造形物５０における光反射領域の形成に用いる造形材料のことである。光反射領域の形成の仕方についても、後に更に詳しく説明をする。また、フィラメント供給部１０２ｓは、サポート材として用いるフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。このようなフィラメントとしては、例えば、公知のサポート材用のフィラメントを好適に用いることができる。

また、フィラメント供給部１０２ｃ～ｓのそれぞれは、例えば、フィラメントを供給する公知の構成と同一又は同様の構成を有してよい。より具体的に、フィラメント供給部１０２ｃ～ｓのそれぞれとしては、例えば、繰出部及び押出ローラを有する構成等を好適に用いることができる。この場合、繰出部は、例えば、押出ローラの動作に応じてフィラメントを順次繰り出す部分である。繰出部としては、例えば、巻き線状に巻かれたフィラメントを保持する保持部等を用いることが考えられる。また、押出ローラは、例えば、混合押出ヘッド１２へ向けて繰出部にフィラメントを順次繰り出させるローラである。押出ローラは、例えば、フィラメントと接するローラによりフィラメントを押し出す構成を有しており、例えば制御部３０の指示に応じてローラを回転させることにより、混合押出ヘッド１２へ向けて、繰出部からフィラメントを順次押し出す。

走査駆動部１８は、造形中の造形物５０に対して相対的に混合押出ヘッド１２を移動させる駆動部であり、例えば溶融した造形材料を押し出しつつ造形物５０に対して相対的に移動する走査を混合押出ヘッド１２に行わせることにより、造形物５０の各部への造形材料の押し出しを混合押出ヘッド１２に行わせる。この場合、走査駆動部１８は、例えば、混合押出ヘッド１２及び造形台１４のうちの少なくとも一方を移動させることにより、上記の走査を混合押出ヘッド１２に行わせる。また、本例において、走査駆動部１８は、例えば、制御部３０の指示に応じて、所定のＸＹ平面内での走査を混合押出ヘッド１２に行わせる。この場合、ＸＹ平面は、例えば、造形台１４の上面と平行な平面である。これにより、走査駆動部１８は、造形物５０を構成するために積層される各層を混合押出ヘッド１２に形成させる。

また、走査駆動部１８は、混合押出ヘッド１２が一の層を形成する毎に、例えば、制御部３０の指示に応じて、ＸＹ平面と垂直なＺ方向において造形物５０から離れる方向へ、造形物５０に対して相対的に、混合押出ヘッド１２を移動させる。これにより、造形物５０と混合押出ヘッド１２との間の距離を、次の層を形成するための距離に調整する。そして、以上の動作を繰り返すことにより、走査駆動部１８は、造形すべき造形物５０の形状に合わせて複数の層を積層するための走査を、混合押出ヘッド１２に行わせる。また、造形物５０の周囲等にサポート層５２を形成する場合、サポート層５２の形成時において、走査駆動部１８は、溶融したサポート材を混合押出ヘッド１２に押し出させつつ、上記と同様の動作を行う。

制御部３０は、例えば造形装置１０のＣＰＵであり、造形装置１０の各部の動作を制御することにより、造形装置１０に造形物５０を造形させる。また、より具体的に、造形物５０における着色領域の形成時において、制御部３０は、例えば、材料供給部１６におけるフィラメント供給部１０２ｍｏ～ｓのそれぞれから混合押出ヘッド１２へフィラメントを供給する動作を制御することにより、混合押出ヘッド１２から押し出される混合材料の色を変化させる。また、これにより、制御部３０は、造形装置１０に、様々な色での着色がされた造形物５０を造形させる。本例によれば、例えば、熱溶解積層法で造形を行うことにより、立体的な造形物５０の造形（３Ｄ造形）を低コストで適切に行うことができる。また、互いに色が異なる複数色のフィラメントを用いることにより、着色された造形物５０を適切に造形できる。

続いて、本例の造形装置１０において造形する造形物５０の構成について、更に詳しく説明をする。図２は、造形装置１０において造形する造形物５０の構成の一例を示す断面図である。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１０は、内部領域２０２、光反射領域２０４、及び着色領域２０６を備える造形物５０を造形する。この場合、造形物５０の造形時に形成される各層（単一層）について、これらの各領域に対応する部分（各領域の層）からなる層であると考えることができる。

また、これらの領域のうち、内部領域２０２は、例えば、造形物５０の内部において造形物５０の形状を構成する領域（造形層、ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｌａｙｅｒ）である。内部領域２０２については、例えば、造形物５０において着色領域２０６よりも内側になる部分の少なくとも一部を構成する領域等と考えることもできる。また、本例において、内部領域２０２は、フィラメント供給部１０２ｍｏ（図１参照）から混合押出ヘッド１２へ供給されるｍｏ色のフィラメントを用いて形成される。また、内部領域２０２については、例えば図中に示すように、内部に空洞２１０ができるように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、造形時におけるフィラメントの消費量を適切に節約することができる。

尚、上記においても説明をしたように、本例において、フィラメント供給部１０２ｍｏが供給するｍｏ色のフィラメントは、造形専用の材料である。これに対し、造形装置１０の動作の変形例においては、内部領域２０２について、例えば、他の領域の形成に用いるフィラメントを更に用いて形成してもよい。また、造形専用の材料を用いずに、他の領域の形成に用いるフィラメントのみで内部領域２０２を形成してもよい。この場合、例えば、Ｗ色又はクリア色のフィラメント等を用いることが考えられる。また、内部領域２０２について、例えば、上記以外にも、任意の色のフィラメントを用いて形成してもよい。この場合、内部領域２０２の形成に用いるフィラメントについて、構築材料の一例を兼ねていると考えることができる。また、造形物５０の構成の変形例においては、光反射領域２０４として、内部領域２０２を兼ねた領域を形成すること等も考えられる。また、この場合、造形物５０の構成について、内部領域２０２が省略されていると考えることもできる。

光反射領域２０４は、造形物５０において着色領域２０６よりも内側になる部分の少なくとも一部に形成される光反射性の領域である。光反射領域２０４については、例えば、着色領域２０６を介して造形物５０の外部から入射した光（可視光）を反射する領域（可視光反射層）、又は、着色領域２０６の背景として機能する領域等と考えることもできる。また、本例において、光反射領域２０４は、フィラメント供給部１０２ｗ（図１参照）から混合押出ヘッド１２へ供給されるＷ色のフィラメントを用いて形成される。

着色領域２０６は、造形物５０において着色がされる領域（着色層、ｃｏｌｏｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ）である。また、本例において、着色領域２０６は、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ（図１参照）から混合押出ヘッド１２へ供給される有色のフィラメントと、フィラメント供給部１０２ｔ（図１参照）から混合押出ヘッド１２へ供給されるクリア色のフィラメントとを用いて、造形物５０の表面の少なくとも一部に形成される。この場合、造形物５０の表面とは、例えば、造形物５０において外部から色彩が視認できる領域のことである。

ここで、上記のように、本例においては、有色のフィラメントに加えてクリア色のフィラメントを更に用いて、着色領域２０６を形成している。この点に関し、着色領域２０６の各部を様々な色で形成することのみを考えた場合、必ずしもクリア色のフィラメントを用いなくても、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用比率を変化させることで、着色領域２０６の各位置に対して、様々な色での着色を行うことができる。しかし、熱溶解積層法で造形を行う場合、単位時間あたりに押し出す材料の量が変化すると、造形物５０の表面に意図しない凹凸等が形成されることになる。そのため、単位時間あたりに押し出す材料の量については、一定の量に保つことが好ましい。そして、この場合、ＣＭＹＫの各色のフィラメントのみを用いると、各色のフィラメントの使用量の調整が複雑になるおそれがある。

これに対し、本例においては、クリア色のフィラメントを用いることで、複数色のフィラメントにより生成される混合材料の色への影響を抑えつつ、混合押出ヘッド１２による押出量の調整を行うことができる。また、この場合、クリア色のフィラメントについて、例えば、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計の変化を補填するように用いることで、各色のフィラメントの使用量の調整が複雑になること等を適切に防ぎつつ、単位時間あたりに押し出す材料の量を適切に調整することができる。そのため、本例によれば、例えば、単位時間あたりに押し出す材料の合計の量を一定の量に合わせる制御について、より容易かつ適切に行うことができる。また、この場合、クリア色のフィラメントを用いることで、例えば、無色を含めたより多様な色の表現も可能になる。特に、表現する色が白色の場合は、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量はゼロであり、クリア色のフィラメントのみで着色領域２０６を形成する。その結果、光反射領域２０４のＷ色のフィラメントが視認されて、白色が表現される。

また、造形物５０を構成する各領域（内部領域２０２、光反射領域２０４、及び着色領域２０６）については、法線方向における厚さが一定になるように形成することが好ましい。特に、着色領域２０６については、厚さが変化すると濃度が変化してしまうため、法線方向の厚さを一定にすることが重要である。そのため、本例においては、例えば、積層する各層の形成時において、それぞれの層の外周に対する法線方向において着色領域２０６の厚さが予め設定された一定の厚さになるように、着色領域２０６を形成する。この場合、厚さが一定であるとは、例えば、求められる造形の精度等に応じて、実質的に一定なことであってよい。また、実質的に一定であるとは、例えば、各位置での厚さの差について、求められる造形の精度等に応じて、色の見え方に問題が生じない範囲内にあることである。このように構成すれば、例えば、造形物５０の各位置での色の見え方に差が生じ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、高い品質での着色がされた造形物５０をより適切に造形することができる。

続いて、混合押出ヘッド１２の構成や、造形物５０における各領域の形成の仕方等について、更に詳しく説明をする。図３は、混合押出ヘッド１２の構成の一例を示す。図３（ａ）は、混合押出ヘッド１２の先端付近について、造形物５０の造形時に形成される層が積層される積層方向であるＺ方向と平行な平面であるＹＺ平面での断面の構成を示す。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した一点鎖線ＡＡの位置での混合押出ヘッド１２の断面の構成を示す。

尚、図示及び説明の便宜上、図３においては、図１に示した造形装置１０よりも少ない種類のフィラメントを用いる場合について、混合押出ヘッド１２の構成の例を示している。より具体的に、図３においては、ＣＭＹＫの各色、Ｗ色、及びクリア色（Ｔ色）のフィラメントを用いて造形物の造形を行う場合に用いる混合押出ヘッド１２の構成の一例を示している。より多くの色のフィラメントを用いる場合、以下において説明をする供給路３１２を色数に応じて増やした構成の混合押出ヘッド１２を用いることが考えられる。また、説明の便宜上、以下においては、図３に示した混合押出ヘッド１２についても、本例の混合押出ヘッド１２という。

本例において、混合押出ヘッド１２は、複数色のフィラメントを混合して押し出すミキ
シングヘッドであり、図中に示すように、混合部３０２、押出口３０４、及びヒータ３０６を有する。混合部３０２は、材料供給部１６における各フィラメント供給部から供給されるフィラメントを溶融して混合する部分である。また、本例において、混合部３０２は、複数の供給路３１２を有する。複数の供給路３１２のそれぞれは、各色のフィラメントを通す供給路であり、図中に示すように、各色用のフィラメント供給部から供給される各色のフィラメントを混合部３０２における押出口３０４の前段の位置にまで誘導する。また、この場合、混合部３０２における押出口３０４の前段の位置において、各色のフィラメントは、ヒータ３０６から受ける熱によって溶融し、混合される。また、上記においても説明をしたように、造形物の内部領域や光反射領域の形成時には、１種類のフィラメントのみを用いて領域の形成を行うことが考えられる。１種類のフィラメントのみを用いて領域の形成を行う場合において、混合部３０２は、１種類のフィラメントのみを溶融する。

押出口３０４は、混合押出ヘッド１２において造形物と対向する位置に設けられた孔部（ノズル）であり、混合部３０２においてフィラメントを溶融することで形成された樹脂である溶融樹脂を押し出す。この場合、押出口３０４では、例えば、材料供給部１６から混合押出ヘッド１２へフィラメントが供給される供給圧力に応じて溶融樹脂が押し出される（ｅｘｔｒｕｄｅ）ことにより、溶融樹脂の押し出しを行う。また、この場合、溶融した状態で押出口３０４から押し出された溶融樹脂は、周囲の空気により冷却されることで、固形化する。また、造形物の着色領域の形成時等のように、複数色のフィラメントを用いる場合、押出口３０４は、複数色のフィラメントを溶融して混合することで生成された溶融樹脂である混合材料を押し出す。

ヒータ３０６は、混合部３０２内のフィラメントを加熱する加熱手段である。本例において、ヒータ３０６は、押出口３０４付近において混合部３０２の周囲を囲うように配設されることで、押出口３０４の前段の位置においてフィラメントを加熱し、溶融させる。また、これにより、例えば、材料供給部１６から複数色のフィラメントを混合押出ヘッド１２が受け取る場合において、複数色のフィラメントを混合させる。ヒータ３０６の加熱温度については、フィラメントの溶解温度（溶融温度）に応じて設定することが考えられる。また、より具体的に、ヒータ３０６の加熱温度については、例えば２００℃程度（例えば１８０～２５０℃程度）に設定することが考えられる。

以上のように構成すれば、例えば、複数色のフィラメントを用いる場合において、押し出し前に複数色のフィラメントを適切に混合することができる。また、混合により得られた混合材料を押し出すことで、造形物の着色領域に対し、様々な色での着色を行うことができる。また、これにより、着色領域に対し、フィラメント自体の色に限らず、様々な色彩での着色を行うことができる。

続いて、混合押出ヘッド１２を用いて造形物５０における各領域を形成する動作について、更に詳しく説明をする。図４は、造形物５０における各領域を形成する動作の一例を示す図であり、例えば図１を用いて説明をした造形装置１０を用いて造形物５０の造形を行う動作の例を示す。また、図４については、例えば、造形物５０を構成する一つの層を形成する動作の例を示す図と考えることもできる。

上記においても説明をしたように、本例の造形装置１０（図１参照）においては、走査駆動部１８（図１参照）により混合押出ヘッド１２（図１参照）の走査を駆動することにより、造形物５０の造形を行う。また、この場合、走査駆動部１８は、混合押出ヘッド１２に、例えば、ベクトル型の走査であるベクトル走査を行わせる。この場合、ベクトル走査とは、例えば、連続的に溶融樹脂を押し出しつつ混合押出ヘッド１２を移動させる走査等と考えることもできる。また、本例において、走査駆動部１８は、積層方向（Ｚ方向）と直交するＸＹ面内の方向へ混合押出ヘッド１２が移動するように、混合押出ヘッド１２にベクトル走査を行わせる。ＸＹ面内の方向へ混合押出ヘッド１２が移動するように混合押出ヘッド１２にベクトル走査を行わせるとは、例えば図中に示すように、ＸＹ面内の任意の方向へ混合押出ヘッド１２が移動するように混合押出ヘッド１２にベクトル走査を行わせることである。

また、この場合、走査駆動部１８は、例えば、混合押出ヘッド１２に複数回のベクトル走査を行わせることで、混合押出ヘッド１２に造形物５０の各領域を順次形成させる。このような動作については、例えば、一つの同じ混合押出ヘッド１２を用いて造形物５０の各領域を形成する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、走査駆動部１８は、例えば、図中に矢印４０２で示す経路に沿って混合押出ヘッド１２にベクトル走査を行わせることで、混合押出ヘッド１２に内部領域２０２を形成させる。また、内部領域２０２としては、例えば、光反射領域２０４や着色領域２０６と比べて法線方向における厚みが大きな領域を形成することが考えられる。そして、厚みが大きな内部領域２０２を形成する場合、走査駆動部１８は、例えば、内部領域２０２を形成するためのベクトル走査として、複数回のベクトル走査を混合押出ヘッド１２に行わせる。

また、内部領域２０２の形成に続いて、例えば、造形の開始時点からｎ回目（ｎは、２以上の整数）のベクトル走査（第ｎ走査）を図中に矢印４０４で示す経路に沿って混合押出ヘッド１２に行わせることで、混合押出ヘッド１２に光反射領域２０４を形成させる。更に、例えば、ｎ＋１回目のベクトル走査（第ｎ＋１走査）を図中に矢印４０６で示す経路に沿って混合押出ヘッド１２に行わせることで、混合押出ヘッド１２に着色領域２０６を形成させる。このように構成すれば、例えば、混合押出ヘッド１２を用いて着色された造形物５０を適切に形成することができる。

ここで、造形物５０の造形時において、光反射領域２０４や着色領域２０６を形成するためのベクトル走査の回数についても、複数回にしてもよい。特に、着色領域２０６を形成するためのベクトル走査の回数については、複数回のすることが考えられる。このように構成すれば、例えば、厚みを大きくすることで光学的な隠蔽力を高めた着色領域２０６をより適切に形成することができる。また、これにより、例えば、着色領域２０６よりも内側の領域の色が造形物５０の外部から視認されること等をより適切に防ぐことができる。

また、造形物５０を高い精度で適切に造形を行うためには、少なくとも各回のベクトル走査を行う間、ベクトル走査の走査速度（線速度）を一定とし、かつ、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量を一定にすることが好ましい。また、一つの領域（例えば、内部領域２０２、光反射領域２０４、及び着色領域２０６のそれぞれ）を複数回のベクトル走査により形成する場合、一つの領域の形成時に行う複数回のベクトル走査において、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量を一定にすることがより好ましい。また、例えば各領域をできるだけ同じ条件で形成すること等を考えた場合、造形物５０の造形時に行う全てのベクトル走査において、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量を一定にすることが好ましい。

また、各領域をより効率的に形成することを考えた場合、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量について、領域毎に異ならせること等も考えられる。より具体的に、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量は、材料供給部１６（図１参照）から混合押出ヘッド１２へ供給するフィラメントの供給量の合計に応じて変化することになる。この点に関し、上記においても説明をしたように、着色領域２０６の形成時には、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計の変化をクリア色のフィラメントで補填しつつ、ベクトル走査を行う。また、これにより、着色領域２０６の形成時には、例えば、常に複数のフィラメント供給部からフィラメントが供給される状態でベクトル走査を行うことが考えられる。

これに対し、各色のフィラメント用のフィラメント供給部として単位時間あたりの最大の供給量（フィラメントの供給量）が同じフィラメント供給部を用いる場合において、一つのフィラメント供給部からのみフィラメントの供給を受けつつ一つの領域を形成する場合、着色領域２０６の形成時と比べて、単位時間に混合押出ヘッド１２へ供給されるフィラメントの合計量が少なくなると考えられる。より具体的に、例えば、内部領域２０２の形成時に行うベクトル走査では、混合押出ヘッド１２において、一つのフィラメント供給部１０２ｍｏ（図１参照）のみからｍｏ色のフィラメントの供給を受けて、ｍｏ色のフィラメントのみを溶融して押し出すことが考えられる。また、光反射領域２０４の形成時に行うベクトル走査では、例えば、混合押出ヘッド１２において、一つのフィラメント供給部１０２ｗ（図１参照）のみからＷ色のフィラメントの供給を受けて、Ｗ色のフィラメントのみを溶融して押し出すことが考えられる。そして、このような場合、内部領域２０２又は光反射領域２０４の形成時には、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量について、着色領域２０６の形成時よりも少なくすることが考えられる。

一方で、上記においても説明をしたように、内部領域２０２については、任意の色のフィラメントを用いて形成することも可能である。そのため、内部領域２０２の形成時には、より多くの種類のフィラメント（例えば、３種類以上のフィラメント）を同時に材料供給部１６から混合押出ヘッド１２へ供給することで、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す溶融樹脂の量を着色領域２０６の形成時よりも多くすること等も考えられる。この場合、各回のベクトル走査では、混合押出ヘッド１２により、内部領域２０２の形成に用いる複数種類のフィラメントを溶解して押し出す。このように構成すれば、例えば、内部領域２０２をより短時間で効率的に形成することができる。

続いて、着色領域２０６の形成時の動作について、更に詳しく説明をする。上記のように、本例において、着色領域２０６の形成時には、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計の変化をクリア色のフィラメントで補填しつつ、ベクトル走査を行う。また、この場合、造形しようとする造形物を示す入力データである造形データとしては、例えば、造形物５０の各位置における色を示す色情報を含むデータを用いることが考えられる。そして、着色領域２０６の形成時に行うベクトル走査では、例えば、各色のフィラメントを色情報に応じて混合（ミックス）しつつ混合押出ヘッド１２から押し出すことが考えられる。また、このような動作については、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ（図１参照）から供給される有色のフィラメントと、フィラメント供給部１０２ｔ（図１参照）から供給されるクリア色のフィラメントとを混合した混合材料を押し出す動作等と考えることもできる。このように構成すれば、例えば、有色のフィラメント及びクリア色のフィラメントを用いて着色領域２０６を適切に形成できる。また、これにより、例えば、着色がされた造形物５０を高い品質で適切に造形することができる。

また、上記のように、本例においては、着色領域２０６の形成時に混合押出ヘッド１２から押し出す溶解樹脂である混合材料を単位時間あたりに混合押出ヘッド１２から押し出す量（押出量）について、予め設定された一定値になるように制御を行う。この場合、単位時間あたりとは、例えば、ベクトル走査を一定走査速度（線速度）で実行している間における単位時間あたりのことである。また、一定になるように制御を行うとは、例えば、造形に求められる品質等に応じて、一定値とみなせるように制御を行うことである。

また、より具体的に、この場合、混合押出ヘッド１２に混合材料を押し出させる制御において、造形装置１０における制御部３０（図１参照）は、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋから混合押出ヘッド１２へ単位時間に供給される有色のフィラメントと、フィラメント供給部１０２ｔから混合押出ヘッド１２へ単位時間に供給されるクリア色のフィラメントとの合計である材料合計量が予め設定された一定値になるように、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔの動作を制御する。このように構成すれば、例えば、有色のフィラメントの使用量の変化をクリア色のフィラメントにより適切に補填することができる。また、これにより、例えば、混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量の制御をより適切に行うことができる。

ここで、上記においても説明をしたように、本例の混合押出ヘッド１２においては、例えば、ＣＭＹＫの各色及びクリア色から選ばれるフィラメントを混合した混合材料を押し出す。そして、混合材料の色を変化させる場合、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのそれぞれから混合押出ヘッド１２へ供給するフィラメントの供給量を変化させることが考えられる。また、この場合、混合押出ヘッド１２から単位時間あたりに押し出す混合材料の量を一定に保つためには、例えば、いずれかのフィラメント供給部（例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのいずれか）から混合押出ヘッド１２へのフィラメントの供給量を増加又は減少させ、その変化量に応じて、他の少なくともいずれかのフィラメント供給部から混合押出ヘッド１２へのフィラメントの供給量を減少又は増加させることが考えられる。

この点に関し、例えば色の調整を行うことのみを考えた場合、必ずしもクリア色のフィラメントを用いなくても、色の調整を行うことは可能である。しかし、上記においても説明をしたように、例えばクリア色のフィラメントを用いずに、ＣＭＹＫの各色のフィラメント等のような有色のフィラメントのみを用いると、各色のフィラメントの使用量の調整が複雑になるおそれがある。これに対し、本例においては、クリア色のフィラメントを用いることで、混合材料の色への影響を抑えつつ、混合押出ヘッド１２による押出量の調整を行うことができる。また、この場合、クリア色のフィラメントの供給量について、例えば、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計の変化を補填するように調整することで、混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量について、より容易かつ適切に一定値に合わせることができる。そのため、本例によれば、例えば、各色のフィラメントの使用量の調整が複雑になること等を適切に防ぎつつ、混合材料の色を様々に変化させることができる。

また、この場合、クリア色のフィラメントを用いることで、例えば、無色を含めたより多様な色の表現が可能になる。より具体的に、例えば、ＣＭＹＫの各色のフィラメントを用いて着色領域２０６の着色を行う場合、造形データに含まれる色情報に応じて、ＣＭＹＫの各色のフィラメントの使用量の合計（トータルの押し出し量）を変化させることになる。そして、この場合、例えば、色情報に基づいて濃い青色を表現するためには、Ｃ色のフィラメント及びＭ色のフィラメントについて、所定の最大の供給量（１００％の供給量）で供給することが考えられる。また、その結果、合計の供給量である２００％の供給量に対応する量の混合材料が混合押出ヘッド１２から押し出されることになる。これに対し、例えば色情報が白色（又は無色）を示す場合、ＣＭＹＫの各色のフィラメントを使用しないことになるため、これらのフィラメントの合計の供給量は０（ゼロ）になる。そして、この場合、クリア色のフィラメントを用いずに着色領域２０６を形成すると、造形物５０の表面に意図しない凹凸等が形成されることになる。また、この場合、適切に層を重ねることができなくなり、積層の状態が崩れること等も考えられる。これに対し、本例によれば、例えば、クリア色のフィラメントを更に用いることにより、このような凹凸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、造形物５０の表面の均一性を向上させて、高い品質の造形物５０をより適切に形成することができる。

ここで、ＣＭＹＫの各色のフィラメントを用いて着色領域２０６の着色を行う場合、ＣＭＹの各色のうちの２色のフィラメントを混ぜることで、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、及びＢ（ブルー）の各色を表現することができる。そして、この場合、例えば、ＣＭＹＫの各色のフィラメントに対して設定された基準の供給量（例えば、最大の供給量）である基準供給量を１００％の供給量と定義すると、着色領域２０６の形成時に単位時間あたりに混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量について、２００％の供給量に対応する量に設定することが考えられる。また、このような設定の仕方については、例えば、単位時間あたりに混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量に関し、一つのフィラメント供給部１０２（例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのいずれか）から単位時間に混合押出ヘッド１２へ供給する有色のフィラメントの供給量の２倍にする方法等と考えることもできる。

また、基準供給量については、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのうちのいずれか一つからのフィラメントの供給に対して設定された基準の供給量等と考えることもできる。また、この場合、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのそれぞれは、例えば、単位時間あたりの供給量が基準供給量以下になるように、各色のフィラメントを混合押出ヘッド１２へ供給する。そして、制御部３０は、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔから受け取るフィラメントの合計である材料合計量が基準供給量の２倍になるように、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔの動作を制御する。このように構成すれば、例えば、混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量を一定に保つ制御をより容易かつ適切に行うことができる。

また、この場合、単位時間にフィラメント供給部１０２ｃ～ｋのそれぞれから混合押出ヘッド１２へ各色のフィラメントを供給する供給量について、基準供給量以下の複数種類の供給量を設定可能にすることが考えられる。このように構成すれば、例えば、より多様な色を表現することが可能になる。また、単位時間にフィラメント供給部１０２ｃ～ｋのそれぞれから混合押出ヘッド１２へ各色のフィラメントを供給する供給量については、例えば、１種類の供給量のみを設定すること等も考えられる。より具体的に、この場合において、混合押出ヘッド１２へフィラメントを供給する場合、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋのそれぞれは、例えば、単位時間あたりの供給量が基準供給量と等しくなるように、混合押出ヘッド１２へフィラメントを供給する。このように構成すれば、例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔに対する動作の制御をより容易に行うことができる。

また、この場合、フィラメント供給部１０２ｔから混合押出ヘッド１２へクリア色のフィラメントを供給する供給量の最大値については、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋに対して設定される基準供給量よりも大きくしてもよい。より具体的に、例えば、造形データに含まれている色情報において白色又は無色等が指定されている部分を含む着色領域２０６を形成する場合、クリア色のフィラメントのみを用いてその部分を形成することが考えられる。そして、この場合、単位時間あたりに混合押出ヘッド１２から押し出す混合材料の押出量を上記のように２００％の供給量に対応する量に設定するのであれば、フィラメント供給部１０２ｔから２００％の供給量でクリア色のフィラメントを供給することが必要になる。そのため、この場合、フィラメント供給部１０２ｔから混合押出ヘッド１２へクリア色のフィラメントを供給する供給量の最大値について、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋに対して設定される基準供給量の２倍又はそれ以上に設定することが好ましい。このように構成すれば、例えば、クリア色のフィラメントによる補填の動作をより適切に行うことができる。

続いて、造形装置１０の構成の変形例等について、説明をする。図５は、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５（ａ）は、造形装置１０の構成の変形例における材料供給部１６の構成の一例を示す。図５（ｂ）は、造形装置１０の構成の更なる変形例における材料供給部１６の構成の一例を示す。尚、以下に説明をする点を除き、図５において、図１～４と同じ符号を付した構成は、図１～４における構成と同一又は同様の特徴を有してよい。

上記の説明等から理解できるように、造形装置１０の造形に用いるフィラメントの組み合わせについては、図１等を用いて説明をした組み合わせに限らず、様々に変更が可能である。また、この場合、造形装置１０における材料供給部１６の構成について、使用するフィラメントの組み合わせに応じて変更することが考えられる。より具体的に、上記においても説明をしたように、造形物の内部領域については、ｍｏ色のフィラメント以外のフィラメントを用いて形成することも可能である。そのため、造形装置１０の変形例における材料供給部１６では、例えば図５（ａ）に示すように、ｍｏ色のフィラメント用のフィラメント供給部を省略してもよい。

また、上記においても説明をしたように、造形物の光反射領域については、例えば、Ｗ色のフィラメントのみを用いて形成することが考えられる。また、着色領域の少なくとも一部については、例えば、クリア色のフィラメントのみを用いて形成する場合もある。また、造形物の周囲等にサポート層を形成する場合には、サポート層について、サポート材用のフィラメントのみで形成することが考えられる。そして、例えば各色のフィラメント用のフィラメント供給部として単位時間あたりの最大の供給量（フィラメントの供給量）が同じフィラメント供給部を用いる場合、これらのフィラメントについて、材料供給部１６は、一つの色のフィラメントに対して複数個のフィラメント供給部を有してもよい。より具体的に、図５（ａ）に示す場合において、材料供給部１６は、クリア色のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｔを複数個有する。また、Ｗ色のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｗを複数個有する。更に、サポート材用のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｓを複数個有する。また、この場合、複数のフィラメント供給部１０２ｔを合わせた構成について、クリア材料供給部の一例と考えることができる。複数のフィラメント供給部１０２ｗを合わせた構成について、光反射性材料供給部の一例と考えることができる。また、複数のフィラメント供給部１０２ｓを合わせた構成について、サポート材供給部の一例と考えることができる。

ここで、造形装置１０の構成の更なる変形例において、より少ない数のフィラメント供給部を用いて各領域をより効率的に形成することを考えた場合、造形物の光反射領域について、Ｗ色のフィラメントのみを用いて形成するのではなく、Ｗ色のフィラメントとクリア色のフィラメントとを用いて形成すること等も考えられる。このように構成した場合も、光反射性を有する光反射領域を適切に形成できる。また、この場合、例えば、フィラメント供給部１０２ｗの個数を複数に増やさなくても、光反射領域の形成時において、複数のフィラメント供給部から混合押出ヘッド１２（図１参照）へフィラメントを供給することができる。

また、フィラメント供給部の数を更に少なくする構成を考えた場合、材料供給部１６の構成について、例えば図５（ｂ）に示すようにすること等も考えられる。この場合、着色領域２０６の形成に用いる有色のフィラメントとしては、Ｋ色のフィラメントを用いずに、ＣＭＹの３色のフィラメントを用いる。この場合も、クリア色のフィラメントを用いて補填を行うことで、着色領域２０６を適切に形成することができる。また、この場合も、例えばＣＭＹの３色を混色させることで、ブラック色を表現することが可能である。また、図５（ｂ）に示す構成の材料供給部１６では、サポート材用のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｓも省略している。そのため、この構成の材料供給部１６については、例えば、サポート層の形成が不要な場合等に好適に用いることができる。

また、上記においては、主に、全てのフィラメントを一つの混合押出ヘッド１２へ供給する場合の構成の例について、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、混合押出ヘッド１２以外の押出ヘッドを更に用いて、一部のフィラメントに対応する溶融樹脂について、その押出ヘッドから押し出してもよい。

図６は、造形装置１０の構成の更なる変形例を示す。尚、以下に説明をする点を除き、図６において、図１～５と同じ符号を付した構成は、図１～５における構成と同一又は同様の特徴を有してよい。

本変形例において、造形装置１０は、図１を用いて説明をした造形装置１０の構成に加え、押出ヘッド２２を更に備える。また、造形物の内部領域の形成に用いるｍｏ色のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｍｏについて、混合押出ヘッド１２へフィラメントを供給する材料供給部１６とは別の構成として配設する。また、本変形例において、フィラメント供給部１０２ｍｏは、押出ヘッド２２へｍｏ色のフィラメントを供給する。そして、押出ヘッド２２は、フィラメント供給部１０２ｍｏから供給されるｍｏ色のフィラメントを溶融して押し出す。

本変形例においても、フィラメント供給部１０２ｍｏは、構築材料供給部の一例である。また、押出ヘッド２２は、構築材料供給部から供給される構築材料を溶融して押し出す構築材料押出部の一例である。また、本変形例において、押出ヘッド２２は、混合押出ヘッド１２とは別の構成として配設されることで、混合押出ヘッド１２と異なる位置に配設される。また、本変形例の構成については、例えば、造形物の形成時に用いる混合押出ヘッド１２とは別の押出部である押出ヘッド２２を用いて構築材料を押し出す構成の例と考えることができる。また、本変形例の構成については、例えば、着色領域の形成に用いる着色用の材料とは異なるノズルから構築材料を押し出す構成等と考えることもできる。

本変形例においても、例えば、造形物の各領域を適切に形成することができる。また、この場合、例えば、混合押出ヘッド１２を用いて形成する着色領域と、押出ヘッド２２を用いて形成する内部領域とについて、領域毎に条件を異ならせて造形の動作を行うこと等も考えられる。より具体的に、この場合、例えば、内部領域の形成時に押出ヘッド２２から単位時間に押し出す溶融樹脂の押出量について、着色領域の形成時に混合押出ヘッド１２から単位時間に押し出す混合材料の押出量と異ならせてもよい。また、このような構成について、混合押出ヘッド１２及び押出ヘッド２２へのフィラメントの供給量に着目して考えた場合、例えば、内部領域の形成時において単位時間にフィラメント供給部１０２ｍｏから押出ヘッド２２へ供給されるｍｏ色のフィラメントの供給量について、着色領域の形成時に材料供給部１６における複数のフィラメント供給部（例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔ）から混合押出ヘッド１２へ供給される有色のフィラメントとクリア色のフィラメントとの合計量（材料合計量）と異ならせる構成等と考えることもできる。

また、造形装置１０の構成の更なる変形例においては、例えば、造形物の光反射領域の形成時に用いる溶融樹脂について、着色領域の形成時に用いる混合押出ヘッド１２とは別の押出部である押出ヘッド２２から押し出してもよい。この場合、押出ヘッド２２とは、例えば図６に示した押出ヘッド２２と同様に、混合押出ヘッド１２とは異なる位置に配設される押出ヘッドのことである。また、本変形例の構成については、例えば、図６におけるフィラメント供給部１０２ｗとフィラメント供給部１０２ｍｏとを入れ替えた構成等と考えることもできる。また、この場合、例えば、図６におけるフィラメント供給部１０２ｍｏと同一又は同様にして、Ｗ色のフィラメントを供給するフィラメント供給部１０２ｗについて、混合押出ヘッド１２へフィラメントを供給する材料供給部１６とは別の構成として配設する。そして、押出ヘッド２２に対し、フィラメント供給部１０２ｗからＷ色のフィラメントを供給する。この場合も、フィラメント供給部１０２ｗについて、光反射性材料供給部の一例と考えることができる。また、フィラメント供給部１０２ｗからフィラメントの供給を受ける押出ヘッド２２については、光反射性材料を溶融して押し出す光反射性材料押出部の一例と考えることができる。このように構成した場合も、例えば、造形物の各領域を適切に形成することができる。

また、この場合、例えば、混合押出ヘッド１２を用いて形成する着色領域と、押出ヘッド２２を用いて形成する光反射領域とについて、領域毎に条件を異ならせて造形の動作を行うこと等も考えられる。より具体的に、この場合、例えば、光反射領域の形成時に押出ヘッド２２から単位時間に押し出す溶融樹脂の押出量について、着色領域の形成時に混合押出ヘッド１２から単位時間に押し出す混合材料の押出量と異ならせてもよい。また、このような構成について、混合押出ヘッド１２及び押出ヘッド２２へのフィラメントの供給量に着目して考えた場合、例えば、光反射領域の形成時において単位時間にフィラメント供給部１０２ｗから押出ヘッド２２へ供給されるフィラメントの供給量について、着色領域の形成時に材料供給部１６における複数のフィラメント供給部（例えば、フィラメント供給部１０２ｃ～ｋ及びフィラメント供給部１０２ｔ）から混合押出ヘッド１２へ供給される有色のフィラメントとクリア色のフィラメントとの合計量（材料合計量）と異ならせる構成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、造形物の内部領域及び光反射領域については、Ｗ色のフィラメントを用いて形成をすることで、両方の機能を兼ねた一つの領域として形成すること等も考えられる。そして、この場合、図６に示す構成に対し、フィラメント供給部１０２ｍｏの代わりにフィラメント供給部１０２ｗを配設して、材料供給部１６内のフィラメント供給部１０２ｗを省略した構成等を好適に用いることができる。

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・・・混合押出ヘッド、１４・・・造形台、１６・・・材料供給部、１８・・・走査駆動部、２２・・・押出ヘッド、３０・・・制御部、５０・・・造形物、５２・・・サポート層、１０２・・・フィラメント供給部、１１０・・・クリア材料供給部、１１２・・・光反射性材料供給部、１１４・・・サポート材供給部、２０２・・・内部領域、２０４・・・光反射領域、２０６・・・着色領域、２１０・・・空洞、３０２・・・混合部、３０４・・・押出口、３０６・・・ヒータ、３１２・・・供給路、４０２・・・矢印、４０４・・・矢印、４０６・・・矢印

Claims (8)

1. 熱溶融型の造形材料を用いて造形物を造形する造形装置であって、
   有色の前記造形材料である有色材料をそれぞれが供給する供給部であり、互いに異なる色の前記有色材料をそれぞれが供給する複数の有色材料供給部と、
   無色で透明な色であるクリア色の前記造形材料であるクリア材料を供給するクリア材料供給部と、
   前記複数の有色材料供給部から供給される前記有色材料と前記クリア材料供給部から供給される前記クリア材料とを溶融して混合した材料である混合材料を押し出す混合押出部と、
   前記複数の有色材料供給部及び前記クリア材料供給部の動作を制御する制御部と
   を備え、
   前記有色材料及び前記クリア材料を用いて着色がされた領域である着色領域を備える前記造形物を造形し、
   前記混合押出部に前記混合材料を押し出させる場合、前記制御部は、前記複数の有色材料供給部から前記混合押出部へ単位時間に供給される前記有色材料と、前記クリア材料供給部から前記混合押出部へ単位時間に供給される前記クリア材料との合計である材料合計量が予め設定された一定値になるように、前記複数の有色材料供給部及び前記クリア材料供給部の動作を制御し、
   各色の前記有色材料の使用比率を変化させることで、前記着色領域に対して着色を行い、かつ、前記有色材料の使用量の変化を補填するように前記クリア材料を用いることを特徴とする造形装置。
2. 前記複数の有色材料供給部のそれぞれは、単位時間あたりの供給量が予め設定された基準の供給量である基準供給量以下になるように、前記有色材料を前記混合押出部へ供給し、
   前記制御部は、前記材料合計量が前記基準供給量の２倍になるように、前記複数の有色材料供給部及び前記クリア材料供給部の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
3. 前記造形物は、前記造形物において前記着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部を構成する内部領域を更に備え、
   前記造形装置は、
   前記内部領域の形成に用いる前記造形材料である構築材料を前記混合押出部へ供給する構築材料供給部を更に備え、
   前記内部領域の形成時において、前記混合押出部は、前記構築材料供給部から供給される前記構築材料を溶融して押し出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の造形装置。
4. 前記造形物は、前記造形物において前記着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部を構成する内部領域を更に備え、
   前記造形装置は、
   前記内部領域の形成に用いる前記造形材料である構築材料を供給する構築材料供給部と、
   前記構築材料供給部から供給される前記構築材料を溶融して押し出す押出部であり、前記混合押出部と異なる位置に配設される構築材料押出部と
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の造形装置。
5. 前記造形物は、前記造形物において前記着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部に形成される光反射性の領域である光反射領域を更に備え、
   前記造形装置は、
   前記光反射領域の形成に用いる前記造形材料である光反射性材料を前記混合押出部へ供給する光反射性材料供給部を更に備え、
   前記光反射領域の形成時において、前記混合押出部は、前記光反射性材料供給部から供給される前記光反射性材料を溶融して押し出すことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の造形装置。
6. 前記造形物は、前記造形物において前記着色領域よりも内側になる部分の少なくとも一部に形成される光反射性の領域である光反射領域を更に備え、
   前記造形装置は、
   前記光反射領域の形成に用いる前記造形材料である光反射性材料を供給する光反射性材料供給部と、
   前記光反射性材料供給部から供給される前記光反射性材料を溶融して押し出す押出部であり、前記混合押出部と異なる位置に配設される光反射性材料押出部と
   を更に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造形装置。
7. 前記造形材料で形成される層を積層することで前記造形物の造形を行い、
   かつ、
   それぞれの前記層の外周に対する法線方向において前記着色領域の厚さが予め設定された一定の厚さになるように前記着色領域を形成す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造形装置。
8. 熱溶融型の造形材料を用いて造形物を造形する造形方法であって、
   有色の前記造形材料である有色材料をそれぞれが供給する複数の有色材料供給部のそれぞれから、互いに異なる色の前記有色材料を供給し、
   クリア材料供給部から、無色で透明な色であるクリア色の前記造形材料であるクリア材料を供給して、
   前記複数の有色材料供給部から供給される前記有色材料と前記クリア材料供給部から供給される前記クリア材料とを溶融して混合した材料である混合材料を押し出す混合押出部から前記混合材料を押し出して、前記有色材料及び前記クリア材料を用いて着色がされた領域である着色領域を備える前記造形物を造形し、
   前記複数の有色材料供給部及び前記クリア材料供給部の動作を制御し、
   かつ、前記混合押出部に前記混合材料を押し出させる場合に、前記複数の有色材料供給部から前記混合押出部へ単位時間に供給される前記有色材料と、前記クリア材料供給部から前記混合押出部へ単位時間に供給される前記クリア材料との合計である材料合計量が予め設定された一定値になるように、前記複数の有色材料供給部及び前記クリア材料供給部の動作を制御し、
   各色の前記有色材料の使用比率を変化させることで、前記着色領域に対して着色を行い、かつ、前記有色材料の使用量の変化を補填するように前記クリア材料を用いることを特徴とする造形方法。

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