WO2023048116A1 - 造形装置、造形方法、液体吐出装置、及び液体吐出方法 - Google Patents

造形装置、造形方法、液体吐出装置、及び液体吐出方法 Download PDF

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真行 古瀬
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株式会社ミマキエンジニアリング
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Definitions

  • the present invention relates to a modeling apparatus, a modeling method, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method.
  • liquid ejection devices such as modeling devices (3D printers) that model objects are known (see Patent Document 1, for example).
  • a modeling apparatus models a modeled object by lamination modeling by stacking a plurality of layers of modeling materials formed by an ejection head such as an inkjet head.
  • an object of the present invention is to provide a modeling apparatus, a modeling method, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method that can solve the above problems.
  • the inventors of the present application conducted extensive research on a configuration for making it easier to adjust the height of the flattening roller. Then, the idea was to dispose the flattening roller outside the carriage that holds the ejection head.
  • a carriage holds an ejection head that ejects the modeling material, and the modeled object is modeled while moving the carriage.
  • the flattening roller is typically held together with the ejection head by a carriage to flatten the layer during the formation of the build layer.
  • the inventor of the present application found that the height of the flattening roller can be easily adjusted by arranging the flattening roller outside the carriage.
  • the flattening roller is provided outside the carriage, it is possible to adjust the height of the flattening roller while suppressing the influence on the adjustment of the inclination of the carriage. In addition, this increases the degree of freedom in adjusting the flattening roller, making it possible to adjust the height with higher accuracy.
  • a flattening means having a flattening roller guides the movement of the carriage, rather than simply arranging the flattening roller outside the carriage. It was considered to be able to move independently of the carriage by a guide member. With this configuration, it is possible to appropriately prevent the guide member from being bent. Further, the inventors of the present application further conceived of connecting the carriage and the flattening means while holding the flattening means independently of the carriage by a guide member. With this configuration, the flattening means can be appropriately moved together with the carriage when the carriage is moved. Further, this makes it possible to appropriately perform the flattening operation by the flattening means while disposing the flattening means outside the carriage.
  • the present invention provides a modeling apparatus that models a modeled object by stacking layers formed of a modeling material, comprising: an ejection head for ejecting the modeling material; a main scanning drive section for causing the ejection head to perform a main scanning operation of ejecting the modeling material while moving in a preset main scanning direction; and a layer formed of the modeling material.
  • a flattening means having a flattening roller for flattening
  • the main scanning drive unit includes a guide member for guiding movement of the carriage in the main scanning direction, and for moving the carriage along the guide member.
  • a driving mechanism wherein the flattening means is held by the guide member outside the carriage so as to be movable in the main scanning direction, and moves together with the carriage during the main scanning operation. Connected with the carriage.
  • a guide rail which is a rail-shaped guide member
  • the flattening means and the carriage it is conceivable that the two are not completely fixed in positional relationship, but are connected with a certain degree of looseness.
  • the flattening means moves together with the carriage, and one of the carriage and the flattening means is finely adjusted in inclination or height without moving the other. It is conceivable to connect both in the state obtained. More specifically, the flattening means are coupled to the carriage such that the position of the flattening roller in the vertical direction can be adjusted without changing the tilt of the carriage with respect to the horizontal direction.
  • the height of the flattening roller can be appropriately adjusted without affecting the inclination of the carriage.
  • This also allows the height of the flattening roller to be adjusted more appropriately with a high degree of freedom.
  • the flattening means is preferably further coupled to the carriage so that the inclination of the carriage relative to the horizontal direction can be adjusted without changing the position of the flattening roller in the vertical direction. With this configuration, the inclination of the carriage can be appropriately adjusted without affecting the height of the flattening roller.
  • the flattening means is connected to the carriage by, for example, being connected to the carriage by the attractive force of a magnet. With this configuration, the carriage and the flattening means can be properly connected in a state in which the above adjustment can be properly performed.
  • the drive mechanism has, for example, an annular belt member stretched along the movement range of the carriage in the main scanning direction, and rotates the belt member to move the carriage in the main scanning direction. move.
  • the flattening means is not directly connected to the belt member, but is held by the guide member so as to be movable in the main scanning direction, and is connected to the carriage, thereby moving together with the carriage during the main scanning operation. do. With this configuration, the flattening means can be appropriately moved together with the carriage during the main scanning operation.
  • the flattening means has, for example, a rotating motor that generates driving force for rotating the flattening roller.
  • the flattening means may further include a roller moving motor that generates driving force for moving the flattening roller in the vertical direction.
  • the flattening means has a plurality of motors, which increases the weight of the flattening means. Therefore, if the flattening roller is arranged in the carriage, for example, the weight of the structure held by the carriage tends to increase. Further, in this case, the weight is concentrated on the position where the guide member holds the carriage, and the guide member is likely to bend. On the other hand, when the flattening means is arranged outside the carriage, it is possible to appropriately prevent such a problem from occurring.
  • the flattening means is arranged only on one side in the main scanning direction with respect to the ejection head.
  • a flattening roller is arranged in the carriage, a difference in weight occurs between one side and the other side in the main scanning direction, and the carriage tilts such that the side of the carriage on which the flattening roller is installed is lowered. may occur more easily. Therefore, in this configuration, the flattening means is arranged outside the carriage on only one side in the main scanning direction with respect to the carriage. With this configuration, it is possible to more appropriately prevent the carriage from tilting due to the weight of the flattening means.
  • the features of the present invention can also be considered as features of the invention of the modeling method for modeling a modeled object with the modeling apparatus having the above configuration. Also in this case, the same effect as described above can be obtained. Further, in this case, the modeling method can also be considered as a manufacturing method of a modeled object.
  • the features of the present invention can also be considered as features of the configuration of devices other than the modeling device. It is also conceivable to connect a member having a function different from that of the flattening means to the carriage for the ejection head. In this case, such a configuration can be considered to provide at least some of the same effects as those described above.
  • a liquid ejecting apparatus for ejecting liquid comprising: an ejection head for ejecting the liquid; a carriage holding the ejection head; and a functional member, which is a member having a predetermined function different from that of the ejection head, wherein the functional member is provided outside the carriage to perform the main scanning operation of ejecting the It can be considered to be characterized by being connected with the carriage so as to move together with the carriage in the main scanning operation. By configuring in this way, it is possible to reduce the size and weight of the carriage. Further, it is possible to dispose the functional member outside the carriage for the ejection head and move the functional member appropriately together with the carriage during the main scanning operation. Further, the features of the present invention can also be considered as features of a liquid ejection method corresponding to such a configuration.
  • FIG. 1(a) shows an example of the configuration of the main part of the modeling apparatus 10.
  • FIG. 1B shows an example of the configuration of the head section 12 of the modeling apparatus 10.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a more specific configuration of the head section 12;
  • FIG. 2A and 2B show an example of a specific configuration of the head section 12.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a modeled object 50 that is modeled by the modeling apparatus 10.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the main scanning drive section 18 and the head section 12 in more detail;
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a liquid ejection device 100 that is different from a modeling device;
  • FIG. 5A shows an example of the configuration of the liquid ejection device 100.
  • FIG. FIG. 5B shows an example of the configuration of the head section 12 of the liquid ejection device 100.
  • FIG. 5A shows an example of the configuration of the liquid ejection device 100.
  • FIG. FIG. 5B
  • FIG. 1(a) shows an example of the configuration of the main part of the modeling apparatus 10.
  • FIG. 1B shows an example of the configuration of the head section 12 of the modeling apparatus 10.
  • FIG. 2 shows an example of a more specific configuration of the head section 12.
  • FIG. 2A and 2B are a partially exploded perspective view and a bottom view showing an example of a specific configuration of the head section 12 together with part of the main scanning drive section 18 of the modeling apparatus 10.
  • the modeling apparatus 10 of this example is an apparatus (3D printer) that models a three-dimensional object by the layered modeling method. models a colored modeled object 50 . Further, the modeling apparatus 10 of this example is an example of a liquid ejecting apparatus that ejects liquid. The modeled object 50 can be considered as a three-dimensional structure.
  • the modeling apparatus 10 of this example is a full-color modeling apparatus capable of modeling a modeled object colored in full color. perform an action. In this case, the modeling apparatus 10 receives modeled object data from, for example, a computer (control PC) that controls the operation of the modeling apparatus 10 .
  • the modeling apparatus 10 of this example includes a head section 12 , a modeling table 14 , a plurality of ink tanks 16 , a main scanning driving section 18 , a modeling table driving section 20 , and a control section 22 .
  • the modeling apparatus 10 may have the same or similar configuration as known modeling apparatuses. More specifically, except for the points described below, the modeling apparatus 10 has features that are the same as or similar to known modeling apparatuses that perform modeling by ejecting ink, which is a material for modeling, using an inkjet method. good.
  • the modeling apparatus 10 may further include various configurations necessary for modeling the modeled object 50 and the like.
  • the head part 12 is configured to discharge the material of the modeled object 50 .
  • ink is used as the material of the modeled object 50 as described above.
  • Inks can be thought of as functional liquids.
  • Ink can also be considered as a liquid that is ejected from the head section 12 by an inkjet method.
  • the head unit 12 has an inkjet head that ejects ink by an inkjet method, and ejects ultraviolet curable ink (UV ink) that is cured from a liquid state by irradiation of ultraviolet rays from the inkjet head.
  • UV ink ultraviolet curable ink
  • the UV curable ink can be considered as an example of ink that cures according to predetermined conditions.
  • the head unit 12 In addition to the ink that is the material of the modeled object 50 , the head unit 12 also ejects support material ink that is the material of the support layer 52 . Thereby, the head part 12 forms the support layer 52 around the modeled object 50 or the like as necessary. Support layer 52 can be considered a laminate structure that supports at least a portion of model 50 during fabrication. The support layer 52 is formed as necessary during the modeling of the modeled article 50, and is removed after the modeling is completed.
  • the head section 12 of this example has a head unit that ejects a plurality of different types of ink as an inkjet head. In this case, the different types of ink can be considered as different colors or different uses.
  • the difference in ink type may be simply referred to as the difference in ink color, including the case where the usage of the ink is different.
  • the specific configuration of the head section 12 and the types of ink used by the head section 12 will be described in more detail later.
  • the modeling table 14 is a platform-shaped member that supports the modeled object 50 being modeled, is arranged at a position facing the head part 12, and puts the modeled object 50 being modeled and the support layer 52 on its upper surface.
  • the modeling table 14 of this example is driven by the modeling table driving unit 20, and the sub-scanning direction (the X direction in the figure) and the stacking direction (the Z direction in the figure) preset in the modeling apparatus 10 It has a configuration that can be moved to each of In this case, movement in the sub-scanning direction or stacking direction can be considered as movement in a direction parallel to the sub-scanning direction or stacking direction.
  • the stacking direction can be thought of as the direction in which the materials for modeling are stacked in the additive manufacturing method.
  • the stacking direction is a direction orthogonal to the main scanning direction (the Y direction in the drawing) and the sub-scanning direction preset in the modeling apparatus 10 .
  • Each of the plurality of ink tanks 16 is an ink container that stores ink.
  • the ink tank 16 for example, a known ink bottle can be suitably used.
  • the plurality of ink tanks 16 of this example store the ink of each color ejected from the head unit 12, and supplies the ink of each color from the outside of the head unit 12 to the head unit 12 according to the progress of the modeling operation. do.
  • the main scanning driving section 18 is a driving section that causes the head section 12 to perform a main scanning operation (Y scanning).
  • the main scanning operation can be considered as an operation of ejecting ink while moving in the main scanning direction.
  • causing the head section 12 to perform the main scanning operation can be considered as causing the inkjet head (head unit) of the head section 12 to perform the main scanning operation.
  • the main scanning drive unit 18 of this example fixes the position of the modeling table 14 and moves the head unit 12 in the main scanning direction, thereby causing the head unit 12 to perform the main scanning operation.
  • a specific configuration of the main scanning drive section 18 will be described in more detail later.
  • the modeling table driving section 20 is a driving section that moves the modeling table 14, and moves the modeling table 14 in each of the sub-scanning direction and the stacking direction. Further, the modeling table drive unit 20 of this example moves the modeling table 14 in the sub-scanning direction between main scanning operations during formation of one ink layer. Further, the modeling table driving section 20 thereby causes the head section 12 to perform a sub-scanning operation (X scanning) in which the modeled object 50 being modeled is relatively moved in the sub-scanning direction.
  • the sub-scanning operation can also be considered as an operation of moving relative to the modeling table 14 in the sub-scanning direction by a preset feed amount.
  • the modeling table drive unit 20 moves the modeling table 14 in the direction away from the head unit 12 in the stacking direction. move.
  • the modeling table driving section 20 thereby causes the head section 12 to perform a stacking direction scanning operation (Z scanning) in which the modeled object 50 being modeled is relatively moved in the stacking direction.
  • Z scanning stacking direction scanning operation
  • the stacking direction scanning operation can also be considered as an operation for adjusting the relative position between the modeled object 50 being modeled and the head section 12 in the stacking direction in accordance with the progress of the modeling operation.
  • the control unit 22 includes a CPU of the modeling apparatus 10 , and controls the operation of modeling the modeled object 50 by controlling each section of the modeling apparatus 10 .
  • the control unit 22 generates slice data, which is data indicating a cross section of the modeled object 50 to be modeled, based on the modeled object data.
  • slice data is data indicating a cross section of the modeled object 50 to be modeled, based on the modeled object data.
  • the head section 12 of this example has an ink ejection section 102 , a flattening roller unit 104 and a plurality of light source units 106 .
  • the ink ejection section 102 is a portion of the head section 12 that ejects ink, and has a carriage 202 and a plurality of head units 204a and 204b.
  • the carriage 202 is a holding member that holds a plurality of head units 204a and 204b, and holds each of the plurality of head units 204a and 204b so that the ink ejection direction is directed toward the modeling table 14. Further, as will be described in detail below, the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 of the head section 12 of this example are arranged outside the carriage 202 . Therefore, the carriage 202 holds a plurality of head units 204a and 204b and does not hold each component of the flattening roller unit 104 (for example, the flattening roller, etc.) and each component of the light source unit 106. can be done.
  • the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 can be considered to be configured as separate units from the components of the ink ejection section 102 .
  • a carriage base constituting a base portion of the carriage 202 facing the molding table 14 replaceably (detachably) holds a plurality of head units 204a and 204b.
  • the carriage 202 also holds the plurality of head units 204a and 204b aligned in the main scanning direction while aligning their positions in the sub-scanning direction.
  • the head units 204a and 204b are arranged in an in-line arrangement so that the ink ejection regions are the same in each main scanning operation.
  • the plurality of head units 204a and 204b are examples of ejection heads that eject modeling materials.
  • Each of the plurality of head units 204a and 204b in this example is an inkjet head that ejects a plurality of different colors of ink, and the ink is supplied from one of the ink tanks 16 through different ink supply paths. It has a plurality of nozzle rows 212 that each eject the .
  • the fact that the ink supply paths are different can be considered that the supply paths for supplying ink from the ink tanks 16 to the head section 12 are independent of each other.
  • the fact that the ink supply paths to the respective nozzle rows 212 are different can be considered that the respective nozzle rows 212 receive ink from different ink tanks 16 .
  • the nozzle row 212 can be considered to be a row of nozzles that are arranged at different positions in a predetermined nozzle row direction.
  • the plurality of nozzle rows 212 of each of the head units 204a and 204b are aligned in the main scanning direction with the nozzle row direction being parallel to the sub-scanning direction, and aligned in the sub-scanning direction.
  • Each of the head units 204a and 204b is a four-color head unit having nozzle rows 212 for four colors.
  • the head unit 204a is an example of a first head unit, and includes a plurality of nozzle rows 212y that respectively eject color inks of different colors, as distinguished from each other by nozzle rows 212y, m, c, and k in the drawing. ⁇ k.
  • the color inks of respective colors discharged from the plurality of nozzle rows 212 y to 212 k of the head unit 204 a are inks for coloring used when forming the colored regions of the modeled object 50 . These color inks are examples of colored inks.
  • each of the plurality of nozzle rows 212y to 212k of the head unit 204a ejects each of the plurality of color inks used to form the colored region.
  • the nozzle row 212y is a nozzle row that ejects yellow (Y color) ink.
  • the nozzle row 212m is a nozzle row that ejects magenta (M color) ink.
  • the nozzle row 212c is a nozzle row that ejects cyan (C color) ink.
  • the nozzle row 212k is a nozzle row that ejects black (K) ink.
  • Each of these YMCK colors is an example of a basic color (process color) of color expression in the subtractive color mixture method.
  • the head unit 204b is an example of a second head unit, and as indicated by nozzle rows 212s, w, t, and x in the figure, inks of different colors from the color inks ejected from the head unit 204a has a plurality of nozzle arrays 212s to 212x, each of which ejects a
  • the nozzle row 212s is a nozzle row that ejects support material ink.
  • the nozzle row 212w is a nozzle row that ejects white ink.
  • the white ink of this example is an example of light-reflective ink, and is used when forming the light-reflecting area of the modeled object 50 .
  • the nozzle row 212t is a nozzle row that ejects clear ink.
  • Clear ink can be thought of as colorless and transparent ink.
  • Clear ink can also be considered as translucent ink that is not colored or ink to which no coloring material is intentionally added.
  • the clear ink of this example is used when forming the colored region of the modeled object 50 together with the YMCK color inks.
  • the nozzle arrays 212x of the head unit 204b are nozzle arrays for ejecting ink of various colors or purposes as required.
  • the nozzle row 212x may be used as a second nozzle row for ink that consumes a particularly large amount during modeling.
  • the nozzle row 212x may eject support material ink, white ink, or the like.
  • the nozzle row 212x is used as a spare nozzle row.
  • the nozzle row 212x will be used instead when the nozzle row 212 of one of the head units 204a, 204b fails.
  • the nozzle row 212x may be used to eject special color ink other than the above-described inks of the respective colors.
  • the flattening roller unit 104 of the head section 12 is an example of flattening means.
  • the flattening roller unit 104 of this example has a flattening roller 402 and a plurality of motors 404 and 406, as shown in FIGS. It is arranged outside the carriage 202 at a position adjacent to the carriage 202 .
  • the flattening roller 402 is a roller that flattens the ink layer, and contacts the surface of the ink layer during the main scanning operation to flatten the ink layer by removing a portion of the ink before curing. become More specifically, the flattening roller 402 of this example contacts uncured ink while rotating in a predetermined direction during the main scanning operation, and scrapes off the ink at a position higher than a predetermined height.
  • the motor 404 is an example of a motor for rotation, and generates driving force for rotating the flattening roller 402 .
  • the motor 406 is an example of a roller moving motor, and generates driving force for moving the flattening roller 402 in the vertical direction.
  • the motor 406 of this example moves the flattening roller 402 up and down in the vertical direction by supplying power to a mechanism that moves the flattening roller 402 in the vertical direction.
  • the flattening roller unit 104 of this example is connected to the carriage 202 of the ink ejection section 102 by a connection section 112 on one side of the ink ejection section 102 in the main scanning direction.
  • the flattening roller unit 104 is connected to the carriage 202 so that the flattening roller unit 104 moves along with the carriage 202 when the head section 12 moves during the main scanning operation. It can be considered that the roller unit 104 is joined.
  • the flattening operation of the flattening roller 402 can be properly performed while the flattening roller 402 is arranged outside the carriage 202 .
  • the modeled object 50 can be appropriately modeled with high accuracy.
  • the connecting portion 112 of this example connects the flattening roller unit 104 and the carriage 202 by the attractive force of magnets.
  • the relative positions of the flattening roller unit 104 and the carriage 202 can be easily changed, and the state in which the flattening roller unit 104 moves together with the carriage 202 during the main scanning operation can be appropriately adjusted. can be realized.
  • the method of connecting the flattening roller unit 104 and the carriage 202 it is considered that the positional relationship between the two is not completely fixed, but the relative position can be easily adjusted. can also In addition, such a method of connection can be considered to be a state in which the two are connected with a certain degree of leniency.
  • connection realized by the attracting force of the magnet as in this example can be easily separated and connected, and can be considered as an example of joining that facilitates the change and adjustment of the positional relationship.
  • the position (joining position) where the flattening roller unit 104 is attached to the carriage 202 can also be adjusted easily and appropriately.
  • connection between the flattening roller unit 104 and the carriage 202 by means of the attraction force of the magnet does not necessarily directly exert the attraction force of the magnet on the flattening roller unit 104 and the carriage 202 .
  • the carriage 202 may be realized by exerting a magnetic attraction force on members fixed to each of the carriages 202 .
  • the connecting portion 112 in this example is a part of the flattening roller unit 104 and is fixed in position with respect to the flattening roller 402 .
  • the connecting portion 112 has a magnet, and connects the flattening roller unit 104 and the carriage 202 by being attracted to any position of the ink discharge portion 102 by the attraction force of the magnet.
  • connection section 112 is connected to the carriage 202 by the attracting force of the magnet on the side of the ink ejection portion 102 by having a metal member or the like that is attracted to the magnet.
  • the connection section 112 may have a configuration different from that of the flattening roller unit 104 .
  • the connecting portion 112 is, for example, attracted to any position of the flattening roller unit 104 by the attraction force of the magnet.
  • the connection portion 112 may be a part of the ink ejection portion 102 .
  • the connecting section 112 may connect the flattening roller unit 104 and the carriage 202 by a method other than the attracting force of magnets. How the flattening roller unit 104 and the carriage 202 are connected will be described in more detail later.
  • a plurality of light source units 106 are unit parts having light sources (UV light sources) for curing ink, and generate ultraviolet rays for curing ultraviolet curing ink.
  • Each of the plurality of light source units 106 of this example is arranged at one end side and the other end side of the head section 12 in the main scanning direction so as to sandwich the ink discharge section 102 and the flattening roller unit 104 therebetween. be.
  • the light source of the light source unit 106 for example, a UVLED (ultraviolet LED) or the like can be preferably used. It is also conceivable to use a metal halide lamp, a mercury lamp, or the like as the light source of the light source unit 106 .
  • the plurality of light source units 106 are also arranged outside the carriage 202 of the ink ejection section 102, and are connected to the carriage 202 so that the plurality of light source units 106 move along the carriage 202 during the main scanning operation. ing.
  • the positional relationship between each of the plurality of light source units 106 is fixed by using a member or the like that fixes each of the plurality of light source units 106 to a predetermined position of each of the ink ejection section 102 and the plurality of light source units 106 .
  • the light source unit 106 which is heavier than the flattening roller unit 104 , can be properly joined to the ink ejection section 102 .
  • the connection between the light source unit 106 and the carriage 202 is stronger than the connection between the flattening roller unit 104 and the carriage 202 .
  • the connection between the light source unit 106 and the carriage 202 may also be performed by the attraction force of magnets, similar to the connection between the flattening roller unit 104 and the carriage 202.
  • the head section 12 configured as described above, it is possible to appropriately form the ink layer that constitutes the modeled object 50 .
  • the modeled object 50 can be appropriately modeled.
  • the head unit 12 of this example can realize a reduction in size and weight of the carriage 202 due to the above configuration. In this case, reducing the weight of the carriage 202 can be considered as reducing the total weight of the components held by the carriage 202 . More specifically, as described above, each of the head units 204a and 204b in this example ejects multiple colors of ink.
  • the head unit 12 ejects a plurality of colors of ink using the head units 204a and 204b, so that the size and weight of the carriage 202 can be appropriately reduced. Further, in this example, by disposing the flattening roller unit 104 outside the carriage 202, the carriage 202 can be further reduced in size and weight.
  • the plurality of head units 204a and 204b are detachably attached to the carriage base of the carriage 202 by a predetermined attachment mechanism (attachment means).
  • each of the head units 204a and 204b in this example can be considered as an inkjet head having the functions of a plurality of single-color inkjet heads for ejecting inks of different colors or purposes.
  • head units such as the head units 204a and 204b can be considered as parts that are integrated on a unit-by-unit basis and replaced collectively during repair or maintenance.
  • the head unit can be considered as a unit of parts to be replaced as a unit to be replaced when any of the nozzle rows in the head unit fails.
  • a failure of a nozzle row can be considered as a failure that requires replacement.
  • the part to be replaced can also be considered to be a part to be replaced in the normal maintenance work of the modeling apparatus 10 .
  • Regular maintenance work can be considered as maintenance work performed in a manner described in a maintenance manual or the like.
  • the head unit can also be considered to have a configuration that does not disassemble into nozzle rows for each color during maintenance work.
  • the head units used as the head units 204a and 204b can also be considered, for example, as sales unit parts that are sold as inkjet heads for multiple colors.
  • a plurality of nozzle rows of one head unit can be considered to be integrally formed in one component.
  • the fact that a plurality of nozzle rows are integrally formed in one part of the head unit means that a plurality of nozzle rows are formed at predetermined positions in a fixed-shaped housing that constitutes the outer surface shape of the head unit. can be considered to be formed.
  • the plurality of nozzle rows of each head unit are arranged while maintaining a predetermined positional relationship.
  • each nozzle row of the head unit may be adjustable (finely adjusted) within a predetermined adjustable range.
  • arranging a plurality of nozzle rows while maintaining a predetermined positional relationship can be considered to mean that the adjustable ranges corresponding to the respective nozzle rows maintain a predetermined positional relationship.
  • arranging a plurality of nozzle rows while maintaining a predetermined positional relationship can also be considered to mean that the positional relationship of reference positions for adjustment in each nozzle row is determined.
  • each head unit has a nozzle plate, which is a plate-like body in which through holes that become nozzles of the nozzle row are formed side by side.
  • each of the head units 204a,b may have a plurality of nozzle plates.
  • a nozzle plate each having a plurality of nozzle rows may be used.
  • a configuration in which each of the head units 204a and 204b has two nozzle plates and each nozzle plate (one nozzle plate) has nozzle rows for two colors is considered. be able to.
  • the head unit when considering the head unit more generally, it is conceivable to use, for example, a configuration in which a plurality of monochrome inkjet heads are combined as the head unit.
  • a configuration in which multiple single-color inkjet heads are assembled compactly as a unit for replacement compared to the case where each single-color inkjet head is individually attached to the carriage, it is possible to reduce the size of the carriage. Weight reduction is possible. Further, in this case, it may be possible to finely adjust the positional relationship within the head unit for each of the monochrome inkjet heads grouped together in the head unit.
  • the carriage 202 of the ink ejection section 102 of this example is configured to hold a plurality of head units 204a and 204b.
  • a holding member for holding the flattening roller 402 in the flattening roller unit 104 can also be considered as the carriage of the flattening roller unit 104 or the like.
  • the configuration of the flattening roller unit 104 can be considered as holding the flattening roller 402 by a carriage separate from the carriage 202 of the ink ejection section 102 .
  • the carriage 202 of the ink ejection section 102 can be considered to hold the head units 204 a and 204 b without holding the flattening roller 402 .
  • the connecting portion 112 can also be considered as a structure that connects the carriage for the flattening roller 402 of the flattening roller unit 104 to the carriage 202 of the ink ejection portion 102 .
  • the type of ink ejected by each of the head units 204a and 204b is determined according to the use of the ink, instead of simply using the head units 204a and 204b. More specifically, as described above, in this example, the ink of each color of YMCK used to form the colored region of the modeled object 50 is ejected from the nozzle arrays of multiple colors of the head unit 204a. Other inks are ejected from the plurality of nozzle rows of the head unit 204b. Further, as a result, the YMCK color inks that are consumed less when forming the object 50 are ejected only from the head unit 204a.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a modeled object 50 that is modeled by the modeling apparatus 10 (see FIG. 1). shows an example of In this case, the configuration of the ZX cross section and the ZY cross section of the modeled object 50 perpendicular to the Y direction and the Z direction also have the same configuration.
  • the modeling apparatus 10 of this example uses color inks (YMCK color inks) ejected from the head unit 204a (see FIG. 1) of the ink ejection unit 102 of the head unit 12 to color the surface.
  • the modeled object 50 thus formed is modeled.
  • the fact that the surface of the modeled article 50 is colored can be considered that at least a part of the region of the modeled article 50 where the color can be visually recognized from the outside thereof is colored.
  • the modeling apparatus 10 of this example models the modeled object 50 including the light reflecting area 152 and the colored area 154 .
  • a support layer 52 is formed around the modeled object 50 or the like as necessary.
  • the light reflecting area 152 is a light reflecting area for reflecting light incident from the outside of the modeled object 50 through the colored area 154 and the like.
  • the colored area 154 can also be considered as an area that reflects light incident from the outside of the modeled article 50 when the surface of the modeled article 50 is colored in full color.
  • a full-color representation can be thought of as a representation of colors in possible combinations of subtractive colors with process-colored inks.
  • the modeling apparatus 10 of this example forms the light reflection area 152 that also serves as the internal area of the modeled object 50 by using white ink ejected from the head unit 204b (see FIG. 1) of the ink ejection section 102 .
  • the internal region can be considered as a region forming the interior of the modeled object 50 .
  • the white ink used to form the light reflecting regions 152 can be considered an example of the modeling ink used to form the internal region.
  • the internal region may be formed as a separate region from the light reflecting region 152 .
  • the modeling apparatus 10 forms the internal region using any ink other than the support material ink.
  • a light reflection area 152 is formed around the inner area.
  • the colored area 154 is an area that is colored with ink of each color of YMCK discharged from the head unit 204a.
  • the modeling apparatus 10 of this example forms a colored region 154 around (outside) the light reflecting region 152 using YMCK color inks ejected from the head unit 204a and clear ink ejected from the head unit 204b. . Further, in this case, the modeling apparatus 10 expresses various colors by adjusting the ejection amount of each color ink to each position. In addition, clear ink is used to compensate for changes in the total amount of color ink caused by color differences. With this configuration, each position of the colored region 154 can be appropriately colored with a desired color. In addition, this allows the colored modeled object 50 to be appropriately modeled.
  • the colored region 154 of this example is formed only with a plurality of color inks (YMCK inks) ejected from the head unit 204a and clear ink ejected from the head unit 204b.
  • YMCK inks color inks
  • the amount of consumption of the color inks of multiple colors used to form the colored region 154 is Compared with the amount of white ink used for forming 152 and the amount of support material ink used for forming support layer 52, the amount consumed is significantly smaller.
  • the number of shots for white ink and support material ink is significantly larger than the number of shots for color ink.
  • the head units 204a and 204b are more likely to malfunction when the number of shots from any of the nozzle rows increases. Also, as described above, the head units 204a and 204b are normally replaced in units of head units. For this reason, the head units 204a and 204b normally determine when to replace them according to the number of shots in the nozzle row with the largest number of shots. In this case, if nozzle arrays with significantly different consumption amounts coexist in one head unit (either of the head units 204a and 204b), some of the nozzle arrays will soon be replaced due to the influence of the nozzle arrays. The frequency of replacement of the head unit increases, leading to an increase in operating costs of the modeling apparatus 10 .
  • both the head units 204a and 204b are provided with nozzle rows for color ink of either color, and one head unit is provided with nozzle rows for color ink and white ink or support ink. If there are nozzle rows for the material ink, it is conceivable that both the head units 204a and 204b will need to be replaced more frequently. Moreover, as a result, it is conceivable that the replacement frequency of the head unit of the modeling apparatus 10 will increase.
  • nozzle rows for color inks with low consumption are gathered in the head unit 204a, and nozzle rows for other inks are gathered in the head unit 204b.
  • the head unit 204a ejects only color ink.
  • nozzle rows for white ink and support material ink, which are inks that consume a particularly large amount, and nozzle rows for color ink can be arranged in different head units. Therefore, according to this example, it is possible to appropriately reduce the difference in the consumption amounts of a plurality of colors of ink ejected from each of the head units 204a and 204b. In addition, this makes it possible to replace the head units 204a and 204b more efficiently and appropriately.
  • the clear ink is ejected from the head unit 204b.
  • the difference in the amount of ink consumed in the head unit 204a can be appropriately reduced by collecting the nozzle rows for the color inks that consume particularly little in the head unit 204a.
  • clear ink is usually more likely to be consumed than color ink. Therefore, for the head unit 204b that ejects the white ink and the support material ink, it can be considered that the difference in ink consumption becomes smaller compared to the case where nozzle rows for any of the color inks are provided, for example.
  • the head unit 204b which ejects ink with a large consumption amount, reaches the end of its life earlier than the head unit 204a. Therefore, as a maintenance method for the modeling apparatus 10, it is preferable to set the replacement cycle of the head unit 204b shorter than that of the head unit 204a. In this case, for example, the user may be prompted to replace the head units 204a and 204b based on the amount of operation of the modeling apparatus 10 before the head units 204a and 204b actually fail. In this case, it is conceivable to associate the operation amount of the modeling apparatus 10 with the replacement timing of the head units 204a and 204b in advance.
  • the head units 204a and 204b are replaced more frequently than the head unit 204a. Prompt the user for each exchange. With this configuration, the head unit 204b that ejects ink that consumes a large amount of ink can be appropriately replaced at a shorter cycle than the head unit 204a. In addition, as a result, maintenance of the modeling apparatus 10 can be performed more appropriately according to the use of the ink ejected from each of the head units 204a and 204b.
  • the modeling apparatus 10 includes, for example, a storage unit that stores correspondence information in which the amount of operation is associated with replacement timing, a display unit that prompts the user to replace the head units 204a and 204b, and the like. Prepare more. Then, the control unit 22 (see FIG. 1) of the modeling apparatus 10 causes the display unit to display a message prompting the user to replace the head units 204a and 204b based on the association information and the amount of operation of the modeling apparatus 10. .
  • the operation amount of the modeling apparatus 10 for example, it is conceivable to manage the operation time during which the modeling apparatus 10 executes the operation of modeling.
  • the operation amount of the modeling apparatus 10 it is also conceivable to manage the elapsed time (e.g., the number of days elapsed) after each of the head units 204a and 204b is replaced. Also, as the operation amount of the modeling apparatus 10, it is conceivable to manage the amount of ink ejected from each nozzle row of the head units 204a and 204b.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the main scanning drive section 18 and the head section 12 in more detail, and shows an example of a specific configuration of the main scanning drive section 18 together with part of the head section 12.
  • the light source unit 106 (see FIG. 1) of the head section 12 is omitted, and the ink discharge section 102 and the flattening roller unit 104 are illustrated.
  • the head section 12 of this example has the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 outside the carriage 202 of the ink ejection section 102 .
  • the main scanning driving section 18 causes the head section 12 to perform the main scanning operation while holding the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 outside the carriage 202 of the head section 12 .
  • the main scanning driving section 18 of this example has a guide rail 302 , a driving mechanism 304 and a linear encoder 306 .
  • the guide rail 302 is an example of a guide member that guides the movement of the carriage 202 of the ink ejection section 102 in the main scanning direction.
  • the guide rail 302 of this example is a rail-shaped member extending in the main scanning direction, and holds the carriage 202 so that the carriage 202 can move along the rail.
  • the guide rail 302 allows the carriage 202 to move along the guide rail 302 by engaging the carriage 202 itself or a member whose position is fixed relative to the carriage 202 against the guide rail 302 . .
  • the guide rail 302 for example, it is conceivable to use a configuration having a rail portion and a moving portion.
  • the rail portion is a rail-shaped portion of the guide rail 302 .
  • the moving part is configured to move along the rail part.
  • the guide rail 302 movably holds the carriage by fixing the carriage 202 to the moving portion. Further, the carriage 202 is moved in the main scanning direction by moving the moving portion along the rail portion.
  • a known LM guide registered trademark
  • An LM guide can be thought of as a member that guides a linear motion part of a machine by rolling motion.
  • the guide rail 302 of this example holds the flattening roller unit 104 so as to be movable in the main scanning direction independently of the ink ejection section 102 .
  • holding the flattening roller unit 104 independently of the ink discharging portion 102 by the guide rail 302 means that the ink discharging portion Apart from 102, it can be considered to fix the flattening roller unit 104.
  • the holding member for holding the flattening roller 402 of the flattening roller unit 104 can be considered as the carriage or the like of the flattening roller unit 104, which is separate from the carriage 202 of the ink ejection section 102. can be done.
  • holding the flattening roller unit 104 independently of the ink ejection section 102 by the guide rail 302 allows the carriage of the flattening roller unit 104 and the carriage 202 of the ink ejection section 102 to move. It can also be thought of as holding.
  • the guide rail 302 also holds the light source unit 106 movably in the main scanning direction independently of the ink ejection section 102 and the flattening roller unit 104 .
  • the guide rail 302 in order for the guide rail 302 to movably hold the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 , a part of each of the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 is engaged with the guide rail 302 .
  • the alignment enables each of the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 to move along the guide rail 302 .
  • the guide rail 302 holds the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 outside the carriage 202 of the ink ejection section 102 so as to be movable in the main scanning direction.
  • the weight of each component of the head section 12 can be distributed and supported at a plurality of positions of the guide rail 302 . Therefore, with this configuration, compared to the case where the carriage 202 of the ink ejection section 102 also holds the flattening roller and the like, it is possible to appropriately prevent the weight from being concentrated at the position where the guide rail 302 holds the carriage 202 . can. In addition, this can appropriately prevent the guide rail 302 from being bent. Further, as can be understood from the configuration shown in FIG. 2B, the guide rail 302 of this example supports the carriage 202 in a cantilevered state by supporting the carriage 202 from one side in the sub-scanning direction.
  • the guide rail 302 may hold the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 by attaching the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 to the moving portion. Also, in this case, it is conceivable to attach the ink discharge section 102, the flattening roller unit 104, and the plurality of light source units 106 to one moving section. With this configuration, the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 can be appropriately moved together with the carriage 202 of the ink ejection section 102 .
  • the flattening roller unit 104 can be moved more appropriately.
  • the guide rail 302 may have a plurality of moving parts that move along one rail member.
  • each of the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 may be fixed to a moving section different from the moving section to which the ink ejection section 102 is fixed. With this configuration, it is possible to more appropriately prevent the weight from being concentrated at the position where the guide rail 302 holds the carriage 202 .
  • the flattening roller unit 104 of this example is arranged only on one side in the main scanning direction with respect to the ink discharge section 102 .
  • the carriage 202 of the ink ejection unit 102 also holds the flattening roller
  • the flattening roller is arranged only on one side of the carriage 202 in the main scanning direction.
  • the head units 204a and 204b there will be a difference in weight between one side and the other side.
  • the side of the carriage 202 on which the flattening roller is installed is lowered due to the weight of the flattening roller. Such tilting of the carriage 202 is likely to occur.
  • the flattening roller unit 104 by arranging the flattening roller unit 104 outside the carriage 202, even when the flattening roller is arranged only on one side of the carriage 202, the flattening roller can be It is possible to more appropriately prevent the carriage 202 from tilting due to its weight.
  • the head section 12 is reciprocated in the main scanning direction, and ink is ejected from the ink ejection section 102 in both the forward and backward passes.
  • the flattening roller unit 104 is arranged only on one side of the ink ejection section 102 in the main scanning direction as in this example, the flattening roller unit 104 is oriented behind the ink ejection section 102. It is conceivable that the flattening roller 402 is brought into contact with the ink layer only when the head portion 12 is moved at .
  • the flattening roller unit 104 of this example moves the flattening roller 402 in the vertical direction by the driving force of the motor 406 , so that the flattening roller unit 104 is positioned behind the ink ejection section 102 .
  • the flattening roller 402 is lowered to bring the layer of ink into contact with the flattening roller 402 .
  • the flattening roller 402 is retracted upward, and the ink layer and the flattening roller 402 are separated from each other.
  • the position of the flattening roller 402 in the vertical direction can be easily and appropriately changed. Moreover, thereby, when forming an ink layer by reciprocating main scanning operation, the ink layer can be flattened more appropriately.
  • the weight of the flattening roller unit 104 may increase.
  • the structure corresponding to the flattening roller unit 104 is held by the carriage 202 of the ink ejection section 102, the problem of weight increase of the carriage 202 will become particularly noticeable. Therefore, in this example, it can be considered that the effect obtained by arranging the flattening roller unit 104 outside the carriage 202 is particularly large.
  • the drive mechanism 304 is a drive mechanism that moves the carriage 202 of the ink ejection section 102 along the guide rails 302 .
  • Drive mechanism 304 in this example includes belt 312 , drive pulley 314 , driven pulley 316 , and motor 318 .
  • the belt 312 is an annular belt member that is stretched along the movement range of the carriage 202 in the main scanning direction, and is a rotational path having a driving pulley 314 and a driven pulley 316 as ends on one side and the other side in the main scanning direction.
  • the belt 312 rotates while the carriage 202 or the portion of the ink ejection unit 102 fixed with respect to the carriage 202 is attached at a predetermined position, thereby moving the carriage 202 in the main scanning direction. to move.
  • the belt 312 reciprocates the carriage 202 within the movement range of the carriage 202 in the main scanning direction by appropriately reversing the direction of rotation.
  • the driving mechanism 304 can be considered as a mechanism for moving the carriage 202 in the main scanning direction by rotating the belt 312 .
  • the drive pulley 314 and the driven pulley 316 are pulleys for stretching the belt 312 and rotating it.
  • the driving pulley 314 is a pulley that rotates according to the power received from the motor 318 , and by meshing with the belt 312 on one side in the main scanning direction, gives the belt 312 power to rotate and move the belt 312 .
  • the driven pulley 316 is a pulley that meshes with the belt 312 on the other side in the main scanning direction, and rotates as the belt 312 rotates.
  • the motor 318 is a motor that rotates the drive pulley 314, and rotates the drive pulley 314 according to an instruction from the control unit 22 (see FIG. 1) of the modeling apparatus 10. FIG. With this configuration, the carriage 202 can be moved appropriately during the main scanning operation. Further, this allows the head units 204a, 204b, etc. held by the carriage 202 to be appropriately moved in the main scanning direction.
  • the belt 312 of this example is not directly connected to the flattening roller unit 104 . Also, although not shown, the belt 312 is not directly connected to the light source unit 106 either. Therefore, during the main scanning operation, the drive mechanism 304 moves the ink ejection section 102 to move the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 in accordance with the movement of the ink ejection section 102 . More specifically, as described above, the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 of this example are connected to the carriage 202 of the ink ejection section 102 by the connecting section 112 or the like.
  • each component of the head section 12 can be appropriately moved in the main scanning direction during the main scanning operation.
  • the belt 312 is not directly connected to the flattening roller unit 104.
  • the belt 312 is directly connected to the flattening roller unit 104.
  • the belt 312 rotates to move the ink ejection section 102 , and the connection section 112 connects the ink ejection section 102 and the flattening roller unit 104 . It can be considered that the flattening roller unit 104 moves along with the movement of the ink ejection section 102 . Further, in this example, the belt 312 is not directly connected to the flattening roller unit 104 because the power associated with the rotational movement of the belt 312 is transmitted through the carriage 202 and the connecting portion 112 of the ink discharge section 102. It can also be considered that the light is transmitted to the flattening roller unit 104 and not transmitted from other paths.
  • the flattening roller unit 104 is connected to the belt 312 in a state where the carriage 202 and the flattening roller unit 104 are not connected by the connecting portion 112 . It can also be considered as unfixed.
  • the motor 318 of this example rotates the drive pulley 314 in accordance with instructions from the control unit 22 .
  • the control unit 22 controls the rotation of the drive pulley 314 by controlling the operation of the motor 318 according to the output of the linear encoder 306 .
  • the linear encoder 306 of this example also has a linear scale 322 and a sensor 324 .
  • the linear scale 322 is a member that indicates a scale that serves as a position reference, and is arranged along the guide rail 302 so as to extend in the main scanning direction. Also, the linear scale 322 of this example is attached to the guide rail 302 to indicate each position of the guide rail 302 .
  • the sensor 324 is an optical sensor that reads the scale of the linear scale 322 and is arranged at a predetermined position where the position of the ink ejection section 102 relative to the carriage 202 is fixed. With this configuration, by reading the scale of the linear scale 322 with the sensor 324, the position of the carriage 202 can be detected appropriately with high accuracy. Further, the controller 22 controls the operation of the motor 318 based on the detection result of the sensor 324, so that the carriage 202 can be moved while the position of the carriage 202 is detected. Therefore, according to this example, the movement of the carriage 202 can be appropriately controlled with high accuracy during the main scanning operation.
  • the linear scale 322 and the sensor 324 of the linear encoder 306 can be considered as a configuration in which the main scanning driving section 18 has.
  • the sensor 324 of the linear scale 322 can be considered as the configuration of the head section 12 or the ink ejection section 102 .
  • the linear encoder 306 instead of making the linear encoder 306 a separate member from the guide rail 302, for example, it is conceivable to use a guide rail 302 that also functions as a linear encoder.
  • each component of the head section 12 can be appropriately moved in the main scanning direction during the main scanning operation.
  • the head units 204a and 204b for the ink discharge section 102 of the head section 12 the size and weight of the carriage 202 can be appropriately reduced.
  • the structure of the Y bar which is a portion extending in the main scanning direction in the main scanning driving section 18, can be appropriately simplified in accordance with the carriage 202 which is made smaller and lighter.
  • the deflection of the guide rail 302 and the like can be properly controlled. , and each component of the head section 12 can be properly supported.
  • the position of the ink ejection section 102 is particularly important.
  • the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 require lower positional accuracy in the main scanning direction than the ink ejection section 102 . Therefore, in this example, the belt 312 moves the carriage 202 while detecting the position of the carriage 202 of the ink ejection section 102 with the linear encoder 306 as described above. Further, the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 are moved according to the movement of the carriage 202 . Therefore, according to this example, the position of the ink ejection section 102 in the main scanning direction can be appropriately controlled with high accuracy.
  • the flattening roller unit 104 is provided outside the carriage 202 of the ink ejection section 102, and the carriage 202 and the flattening roller unit 104 are connected in a predetermined configuration. It is also possible to adjust the inclination and adjust the height of the flattening roller 402 of the flattening roller unit 104 more easily and appropriately. Therefore, how to connect the flattening roller unit 104 and the carriage 202 will be described in more detail below.
  • the tilt of the carriage 202 can be considered as the tilt of the surface of the carriage 202 facing the modeling table 14 (see FIG. 1) with respect to the horizontal direction.
  • the tilt with respect to the horizontal direction can also be considered as the tilt with respect to the horizontal plane.
  • the height of the flattening roller can be considered as the height (position in the vertical direction) at which flattening is performed by the flattening roller.
  • the inclination of the carriage 202 is adjusted so that the flattening roller unit 104 can directly reach the height of the flattening roller 402 . It is possible to make it difficult to produce negative effects. Also, when adjusting the height of the flattening roller 402 , it is possible to make it difficult for the adjustment of the height of the flattening roller 402 to directly affect the inclination of the carriage 202 .
  • the flattening roller unit 104 of this example is connected to the carriage 202 of the ink discharge section 102 by the attraction force of the magnet.
  • the inclination of the carriage 202 and the height of the flattening roller 402 change in one direction.
  • the flattening roller unit 104 moves together with the carriage 202, 202 and flattening roller unit 104 can be considered to be connected in such a way that one can be fine-adjusted such as tilt or height without moving the other.
  • the flattening roller unit 104 of this example is supported by the guide rail 302 independently of the carriage 202 of the ink ejection section 102 .
  • the flattening roller unit 104 is connected to the carriage 202 by the attraction force of magnets.
  • the connection by the attracting force of the magnet can be considered as a loose connection compared to the fixing by screwing or the like. Therefore, as long as the inclination of the carriage 202 is adjusted, the carriage 202 can be appropriately adjusted while appropriately suppressing the influence on the height of the flattening roller 402 of the flattening roller unit 104 .
  • the flattening roller unit 104 of this example is connected to the carriage 202 by the attraction force of the magnet, so that the position of the flattening roller 402 in the vertical direction can be adjusted without changing the inclination of the carriage 202 with respect to the horizontal direction. As such, it is coupled with the carriage 202 .
  • the ability to adjust the position of the flattening roller 402 in the vertical direction without changing the inclination of the carriage 202 with respect to the horizontal direction means that if the adjustment amount of the position of the flattening roller 402 is within a predetermined range, the carriage 202 can be considered as not changing the slope of In addition, not changing the inclination of the carriage 202 can be considered as substantially not changing the inclination of the carriage 202 according to the modeling accuracy required at the time of modeling. The fact that the inclination of the carriage 202 is not substantially changed can be considered that modeling is possible without readjusting the inclination of the carriage 202 . With this configuration, the height of the flattening roller 402 can be appropriately adjusted without affecting the inclination of the carriage 202 . In addition, this allows the height of the flattening roller 402 to be adjusted more appropriately with a high degree of freedom.
  • the adjustment of the position of the flattening roller 402 may be performed by adjusting the overall position of the flattening roller unit 104 .
  • the adjustment of the overall position of the flattening roller unit 104 can be considered an adjustment that changes the relative position of the flattening roller unit 104 with respect to the carriage 202 .
  • adjustment (for example, fine adjustment) of the position of the flattening roller 402 may be performed by changing the position of the flattening roller 402 in the vertical direction by the driving force of the motor 406, for example.
  • the height of the flattening roller 402 can be adjusted more appropriately with high accuracy.
  • the flattening roller unit 104 is connected to the carriage 202 by the attraction force of a magnet so that the tilt of the carriage 202 in the horizontal direction can be adjusted without changing the position of the flattening roller 402 in the vertical direction. It can also be considered to be connected with the carriage 202 . In this case, regarding the ability to adjust the tilt of the carriage 202 with respect to the horizontal direction without changing the position of the flattening roller 402, the position of the flattening roller 402 can be adjusted if the adjustment amount of the tilt of the carriage 202 is within a predetermined range. You can think of it as immutable.
  • not changing the position of the flattening roller 402 can be considered as not substantially changing the position of the flattening roller 402 according to the molding accuracy required at the time of molding.
  • Not substantially changing the position of the flattening roller 402 can be considered to allow modeling without readjusting the position of the flattening roller 402 .
  • the tilt of the carriage 202 can be appropriately adjusted without affecting the height of the flattening roller 402 . Further, this makes it possible to more appropriately adjust the tilt of the carriage 202 with a high degree of freedom.
  • the method of arranging the plurality of head units 204a and 204b held by the carriage 202 of the ink ejection section 102 has been described mainly in the case of aligning the positions in the sub-scanning direction and arranging them in the main scanning direction.
  • the arrangement of the plurality of head units 204a,b may be different from that described above. In this case, for example, it is conceivable that the carriage 202 holds a plurality of head units 204a and 204b that are arranged at different positions in the sub-scanning direction.
  • the number of head units held by the carriage 202 of the ink ejection section 102 is two has been mainly described.
  • the number of head units held by the carriage 202 may be three or more.
  • ink of each color of YMCK is ejected from one of the head units, and ink of other colors is ejected from the other head unit. The consumption difference can be appropriately reduced.
  • the flattening roller unit 104 is arranged outside the carriage 202 of the ink ejection section 102 .
  • various effects can be obtained in addition to the above. More specifically, as described above, during the main scanning operation, the flattening roller 402 of the flattening roller unit 104 rotates according to the driving force of the motor 404 while being in contact with the ink layer. In this case, the flattening roller 402 rotates while receiving force due to the contact, so that slight vibration is likely to occur.
  • the flattening roller 402 when the flattening roller 402 is held by the carriage 202 together with the head units 204a and 204b, the vibration generated at the position of the flattening roller 402 tends to affect the head units 204a and 204b. Moreover, as a result, it is conceivable that the accuracy of ink ejection from the head units 204a and 204b is affected.
  • the flattening roller unit 104 is arranged outside the carriage 202, and the carriage 202 and the flattening roller unit 104 are connected by the attractive force of the magnet. .
  • the belt 312 of the driving mechanism 304 of the main scanning driving section 18 of this example is not directly connected to the flattening roller unit 104 and the light source unit 106 .
  • the flattening roller unit 104 since the flattening roller unit 104 is not directly connected to the belt 312, it can be considered that it is easier to adjust the position. Therefore, it can be considered particularly preferable that the flattening roller unit 104 is not directly connected to the belt 312 .
  • the light source unit 106 is heavier than the flattening roller unit 104 , it may be fixed to the belt 312 . With this configuration, the main scanning drive section 18 can more reliably hold the light source unit 106 .
  • the configuration in which the flattening roller unit 104 is arranged on one side of the ink ejection section 102 in the main scanning direction has been mainly described.
  • flattening roller units 104 may be arranged on both sides of the ink discharge section 102 in the main scanning direction. According to this configuration, when the ink layer is formed by reciprocating main scanning operations, the ink layer can be flattened in both the forward and backward passes. Further, when the flattening roller unit 104 is disposed outside the carriage 202 of the ink ejection section 102 as in this example, the flattening roller unit 104 can be attached and detached more easily. Therefore, the position where the flattening roller unit 104 is disposed may be switched between only one side of the ink discharge section 102 and both sides depending on the quality required for modeling.
  • the configuration in which the carriage 202 and the flattening roller unit 104 are joined mainly by the attractive force of the magnet has been described.
  • the carriage 202 and the flattening roller unit 104 may be connected by a method other than the attractive force of magnets.
  • a configuration in which the flattening roller unit 104 moves together with the carriage 202 during the main scanning operation and can appropriately adjust the inclination of the carriage 202 and the height of the flattening roller 402 should be used. is preferred.
  • the configuration using the head units 204a and 204b as the inkjet heads of the ink ejection section 102 has been mainly described.
  • a single-color inkjet head may be used for the ink ejection section 102.
  • the carriage 202 of the ink ejection section 102 holds a plurality of inkjet heads according to the type of ink to be used. Even in the case of such a configuration, it is possible to obtain the same effect as described above regarding disposing the flattening roller unit 104 outside the carriage 202 .
  • the modeling apparatus 10 of this example is an example of a liquid ejecting apparatus that ejects liquid.
  • the configuration of the modeling apparatus 10 can also be considered as an example of the configuration of the liquid ejection device.
  • the head section 12 has the ink discharge section 102, the flattening roller unit 104, and the like.
  • the flattening roller unit 104 can be considered an example of a functional member.
  • a functional member can be considered as a member having a predetermined function different from that of the ejection head.
  • the functional member is arranged outside the carriage of the ink ejection section 102, and the functional member and the carriage are connected so as to move together with the carriage during the main scanning operation. It can also be considered that Considering these characteristics, it is conceivable to connect a functional member having a function different from that of the flattening roller unit 104 to the carriage of the ink ejecting section 102 regarding the configuration of the liquid ejecting apparatus. It is also conceivable to use a device for a purpose different from that of the modeling device 10 as the liquid ejection device. More specifically, a printing device that prints on a medium may be used as the liquid ejection device. In this case, it is conceivable to use a liquid ejecting apparatus having the configuration shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the liquid ejection device 100, which is different from the modeling device.
  • FIG. 5A shows an example of the configuration of the liquid ejection device 100.
  • FIG. 5B shows an example of the configuration of the head section 12 of the liquid ejection device 100.
  • the configuration shown in FIG. 5 can be considered as a modification of the configuration of the liquid ejecting apparatus.
  • the liquid ejecting apparatus 100 may have the same or similar features as the modeling apparatus 10 described with reference to FIGS. 1 to 4, except for the points described below.
  • the liquid ejecting apparatus 100 may further have the same or similar configuration as the modeling apparatus 10 in addition to the illustrated configuration.
  • the configurations denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4 may have the same or similar features as the configurations in FIGS.
  • the liquid ejection apparatus 100 of this modified example is a printing apparatus (inkjet printer) that performs printing on a medium 60 (medium) to be printed using an inkjet method, and includes a head section 12 and a main scanning driving section 18 . Further, the head section 12 of this modified example is configured to eject printing ink, and includes an ink ejection section 102 and a functional unit 108 . In this case, the ink can be considered as an example of the liquid ejected by the liquid ejecting apparatus 100 .
  • the ink ejection section 102 has a carriage and a head unit, like the ink ejection section 102 of the modeling apparatus 10 described with reference to FIGS. In this case, the head unit can be considered an example of an ejection head.
  • the number of head units included in the ink ejection section 102 may be plural or may be one.
  • the carriage of the ink ejection section 102 can be considered as a carriage that holds the ejection head.
  • the functional unit 108 in this modified example is an example of a functional member, and is connected to the carriage of the ink ejection section 102 by a connection section 112, which is the same as or similar to the flattening roller unit 104 (see FIG. 1) of the modeling apparatus 10. concatenated.
  • the connecting portion 112 connects the carriage of the ink ejection portion 102 and the functional unit 108 by, for example, the attractive force of a magnet.
  • the connecting portion 112 may be a part of either the functional unit 108 or the ink ejection portion 102 , or may be configured separately from the functional unit 108 and the ink ejection portion 102 . Further, the connecting portion 112 may connect the carriage of the ink discharge portion 102 and the functional unit 108 by means other than the attracting force of the magnet.
  • the main scanning drive unit 18 has the same or similar configuration as the main scanning drive unit 18 of the modeling apparatus 10 described with reference to FIGS. make it work.
  • the functional unit 108 is connected to the carriage outside the carriage of the ink ejection section 102 so as to move together with the carriage during the main scanning operation.
  • the functional unit 108 can be arranged outside the carriage of the ink ejection section 102, and the functional unit 108 can be appropriately moved together with the carriage during the main scanning operation.
  • by arranging the function unit 108 outside the carriage of the ink ejection section 102 it is possible to reduce the size and weight of the carriage of the ink ejection section 102.
  • the functional unit 108 by arranging the functional unit 108 outside the carriage of the ink ejection unit 102, it becomes easy to attach and detach the functional unit 108. It also facilitates the use of functional units 108 for various functions as required. Therefore, it is conceivable to use various members as the functional unit 108 of this modified example.
  • the functional unit 108 for example, a camera, a sensor, a cutter, a mist suction unit, a power unit for pulling the head, a shock absorber, or a UV partition wall may be used. In this case, it is conceivable to use at least one of these as functional unit 108 .
  • the camera for example, it is conceivable to use a camera for checking the image quality of the image printed on the medium 60 (image quality confirmation camera).
  • a camera for example, a head gap sensor, a sensor for register mark detection, or a jam sensor may be used.
  • the head gap sensor can be considered as a sensor that detects the distance between the ejection head such as the head unit and the ink landing position.
  • the registration mark detection sensor can be considered a sensor for detecting registration marks, which are alignment marks drawn on the medium 60 .
  • a jam sensor can be considered as a sensor for detecting a jam that occurs when the medium 60 is conveyed.
  • a mechanical sensor, a photoelectric sensor, or the like can be preferably used.
  • cutting means for cutting at least part of the medium 60 can be considered.
  • a cutter with a small range of motion such as a V-cut cutter, can be preferably used. With this configuration, even when the cutter used as the functional unit 108 is arranged outside the carriage of the ink ejection section 102, the function of the cutter can be exhibited more appropriately.
  • Such a cutter with a small movable range cannot change the cutting direction by 360 degrees like a cutter for a cutting plotter. It can be thought of as a cutter that obtains a cut surface with a small angle (for example, about 15 degrees) at .
  • the mist suction unit can be considered to have a configuration for sucking ink mist generated by ink ejection by the ink ejection unit 102, for example.
  • the power unit for pulling the head can be considered as a configuration that generates power for moving the ink ejection section 102 in the main scanning direction, for example.
  • the power unit for pulling the head for example, when using the main scanning drive section 18 having a configuration different from the configuration described in the above examples using FIGS. It can be considered as a member or the like that functions as at least a part.
  • the functional unit 108 as a power unit for pulling the head can also be considered to serve as part of the main scanning drive section 18 as well.
  • such a power unit for pulling the head can be considered as a unit dedicated to the driving force for moving the ink ejection section 102 .
  • the damping device can be considered, for example, as a device that dampens the impact that occurs when the head unit 12 accelerates or decelerates during the main scanning operation.
  • the carriage of the ink ejection unit 102 can function as a shock absorber. It is conceivable to reduce the effect of acceleration by connecting the functional units 108 of Further, in this case, it is conceivable to use a unit having a damper function, for example, as the shock absorber.
  • the UV partition wall can be considered as a member or the like that is used as a countermeasure against stray light when ultraviolet curing ink is used as the ink, for example.
  • a wall-shaped member projecting in the Z direction from the lower surface of the ink discharge section 102 can be preferably used.
  • the Z direction can be considered as a direction perpendicular to the surface of the medium 60 to be printed.
  • the head section 12 further has an ultraviolet light source in addition to the functional unit 108 used as the UV partition wall and the ink ejection section 102 .
  • the UV partition wall is arranged so as to separate the ejection head of the ink ejection section 102 from the ultraviolet light source.
  • the UV partition wall for example, a member having a black-treated lower surface can be suitably used.
  • the functional unit 108 when using such a functional unit 108, the functional unit 108 is arranged outside the carriage of the ink ejection section 102, and the functional unit 108 is connected to the carriage by the connection section 112, whereby the ink can be ejected. It is possible to easily and appropriately adjust the position of the functional unit 108 while suppressing the influence on the adjustment of the inclination of the carriage in the unit 102 . Such ease of adjustment and the like can be considered to be a particularly favorable feature when using the functional unit 108 that is used while ink is being ejected by the ejection head of the ink ejection section 102 .
  • such a functional unit 108 can be considered as a configuration that is used simultaneously with the ejection head of the ink ejection section 102 when the liquid ejection apparatus 100 ejects liquid.
  • a functional unit 108 can also be considered as a member or the like that is directly used to create a product manufactured by the liquid ejecting apparatus 100 .
  • a member that is directly used to create a product can be considered to be a member or the like that performs an operation that changes the state of the product being created during the main scanning operation that is performed to create the product.
  • the functional unit 108 may have, for example, the same or similar features as the flattening roller unit 104 shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 4, when using a main scanning drive 18 having a guide rail 302 (see FIG. 4) and a belt 312 (see FIG. 4), the functional unit 108 It is conceivable to dispose so as to be held by the guide rail 302 so as to be movable in the main scanning direction without being directly connected. With this configuration, the functional unit 108 can be appropriately held by the guide rails 302, and the functional unit 108 can be appropriately moved together with the carriage of the ink ejection section 102 during the main scanning operation.
  • the method of arranging the functional units 108 may be different from that of the flattening roller unit 104 shown in FIG.
  • the functional unit 108 that is lighter in weight than the flattening roller unit 104 and the like of the modeling apparatus 10 , it is not connected directly to the belt 312 and is not held by the guide rails 302 .
  • a portion 112 may connect the carriage of the ink ejection portion 102 and the functional unit 108 .
  • the example in the case of the liquid ejection device 100 as a printing device that prints on the medium 60 was mainly described.
  • the functional unit 108 having a function different from that of the flattening roller unit 104 in the liquid ejecting apparatus 100 other than the printing apparatus it is conceivable to use a functional unit 108 having a function different from that of the flattening roller unit 104 in the modeling apparatus 10 .
  • the present invention can be suitably used for liquid ejection devices such as modeling devices.

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Abstract

造形物の造形を高い精度で適切に行う。 造形物50を造形する造形装置10であって、吐出ヘッドであるヘッドユニット204a、bと、ヘッドユニット204a、bを保持するキャリッジ202と、主走査駆動部18と、平坦化ローラを有する平坦化手段である平坦化ローラユニット104とを備え、主走査駆動部18は、主走査方向へのキャリッジ202の移動をガイドするガイド部材と、ガイド部材に沿ってキャリッジ202を移動させる駆動機構とを有し、平坦化ローラユニット104は、キャリッジ202の外部において、主走査方向へ移動可能にガイド部材に保持され、かつ、主走査動作においてキャリッジ202と共に移動するように、キャリッジ202と連結される。

Description

造形装置、造形方法、液体吐出装置、及び液体吐出方法
 本発明は、造形装置、造形方法、液体吐出装置、及び液体吐出方法に関する。
 従来、造形物を造形する造形装置(3Dプリンタ)等の液体吐出装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような造形装置は、、インクジェットヘッド等の吐出ヘッドにより形成する造形の材料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
 造形装置が造形の材料を重ねて造形物を造形する場合、それぞれの層に対し、平坦化ローラで平坦化を行うことが好ましい。また、この場合、高い品質での造形を行うためには、通常、平坦化ローラの高さの調整を行うことが必要になる。そのため、従来、平坦化ローラの高さの調整をより行いやすくする構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる造形装置、造形方法、液体吐出装置、及び液体吐出方法を提供することを目的とする。
 本願の発明者は、平坦化ローラの高さの調整をより行いやすくするための構成について、鋭意研究を行った。そして、平坦化ローラを、吐出ヘッドを保持するキャリッジの外部に配設することを考えた。造形の材料を重ねて造形物を造形する場合、例えば、造形の材料を吐出する吐出ヘッドをキャリッジによって保持し、キャリッジを移動させつつ、造形物の造形を行うことが考えられる。そして、この場合、通常、キャリッジによって吐出ヘッドと共に平坦化ローラを保持することで、造形の層を形成する動作の中で層の平坦化を行う。これに対し、本願の発明者は、あえてキャリッジの外部に平坦化ローラを配設することで、平坦化ローラの高さの調整が行いやすくなることを見出した。この場合、キャリッジの外部に平坦化ローラがあることで、キャリッジの傾きの調整への影響を抑えつつ、平坦化ローラの高さの調整を行うことができる。また、これにより、平坦化ローラに対する調整の自由度を高めて、より高い精度での高さの調整を行うことが可能になる。
 また、本願の発明者は、更に、単にキャリッジの外部に平坦化ローラを配設するのではなく、平坦化ローラを有する平坦化手段(例えば、平坦化ローラユニット)を、キャリッジの移動をガイドするガイド部材により、キャリッジと独立に、移動可能に保持することを考えた。このように構成すれば、ガイド部材に撓みが生じることを適切に防止することができる。また、本願の発明者は、更に、ガイド部材によってキャリッジと独立に平坦化手段を保持しつつ、キャリッジと平坦化手段を連結することを考えた。このように構成すれば、キャリッジの移動時にキャリッジと共に平坦化手段を適切に移動させることができる。また、これにより、平坦化手段をキャリッジの外部に配設しつつ、平坦化手段による平坦化の動作を適切に実行することができる。
 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、造形の材料で形成される層を重ねることで造形物を造形する造形装置であって、前記造形の材料を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと、予め設定された主走査方向へ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吐出ヘッドに行わせる主走査駆動部と、前記造形の材料で形成される層を平坦化する平坦化ローラを有する平坦化手段とを備え、前記主走査駆動部は、前記主走査方向への前記キャリッジの移動をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記キャリッジを移動させる駆動機構とを有し、前記平坦化手段は、前記キャリッジの外部において、前記主走査方向へ移動可能に前記ガイド部材に保持され、かつ、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結される。
 このように構成した場合、平坦化手段をキャリッジの外部に配設することで、平坦化手段の平坦化ローラの高さを、高い精度で適切に調整を行うことができる。また、キャリッジの外部のガイド部材によって平坦化手段が移動可能に保持され、かつ、平坦化手段がキャリッジと連結されることで、平坦化ローラをキャリッジの外部に配設しつつ、平坦化ローラによる平坦化の動作を適切に実行することができる。そのため、このように構成すれば、造形物の造形を高い精度で適切に行うことができる。また、この場合、吐出ヘッドを保持するキャリッジの外部に平坦化手段を配設することで、キャリッジの小型化や軽量化を実現することも可能になる。
 この構成において、ガイド部材としては、例えば、レール状のガイド部材であるガイドレール等を好適に用いることができる。また、平坦化手段とキャリッジとの連結については、両者の位置関係が完全には固定される状態ではなく、ある程度の緩やかさをもって両者がつながる状態にすることが考えられる。この場合、ガイド部材に沿ってキャリッジを移動させることでキャリッジと共に平坦化手段が移動し、かつ、キャリッジ及び平坦化手段のうちの一方を動かさずに他方の傾き又は高さ等の微調整を行い得る状態で両者を連結することが考えられる。より具体的には、平坦化手段は、水平方向に対するキャリッジの傾きを変化させずに鉛直方向における平坦化ローラの位置を調整できるように、キャリッジと連結される。このように構成すれば、キャリッジの傾きに影響を与えることなく、平坦化ローラの高さの調整を適切に行うことができる。また、これにより、平坦化ローラの高さを、高い自由度でより適切に調整を行うことができる。また、この場合、平坦化手段について、更に、鉛直方向における平坦化ローラの位置を変化させずに水平方向に対するキャリッジの傾きを調整できるように、キャリッジと連結されることが好ましい。このように構成すれば、平坦化ローラの高さに影響を与えることなく、キャリッジの傾きの調整を適切に行うことができる。また、この構成において、平坦化手段は、例えば、磁石の吸着力でキャリッジとつながることで、キャリッジと連結される。このように構成すれば、上記の調整を適切に行い得る状態で、キャリッジと平坦化手段とを適切に連結することができる。
 また、この構成において、駆動機構は、例えば、主走査方向におけるキャリッジの移動範囲に沿って張り渡される環状のベルト部材を有し、ベルト部材を回転移動させることで、主走査方向へ前記キャリッジを移動させる。そして、この場合、平坦化手段は、ベルト部材に対して直接つながらずに、主走査方向へ移動可能にガイド部材に保持され、かつ、キャリッジと連結されることで、主走査動作へキャリッジと共に移動する。このように構成すれば、主走査動作時に、キャリッジと共に平坦化手段を適切に移動させることができる。
 また、この構成において、平坦化手段は、例えば、平坦化ローラを回転させる駆動力を発生する回転用モータを有する。このように構成すれば、造形の材料の層を平坦化ローラで適切に平坦化することができる。また、平坦化手段は、鉛直方向へ平坦化ローラを移動させる駆動力を発生するローラ移動用モータを更に有してもよい。このように構成すれば、鉛直方向における平坦化ローラの位置を容易かつ適切に変化させることができる。また、この場合、平坦化手段が複数のモータを有することで、平坦化手段の重量が重くなることが考えられる。そのため、例えばキャリッジ内に平坦化ローラを配設すると、キャリッジによって保持する構成の重量化の問題が生じやすくなる。また、この場合、ガイド部材がキャリッジを保持する位置に重量が集中することで、ガイド部材の撓みも生じやすくなる。これに対し、キャリッジの外部に平坦化手段を配設した場合、このような問題の発生を適切に防ぐこともできる。
 また、平坦化手段は、吐出ヘッドに対し、主走査方向の一方の側のみに配設される。この場合、例えばキャリッジ内に平坦化ローラを配設すると、主走査方向における一方側と他方側とで重量に差が生じ、キャリッジの平坦化ローラが設置されている側が下がるようなキャリッジの傾きが生じやすくなる場合がある。そのため、この構成において、平坦化手段は、キャリッジの外部において、キャリッジに対する主走査方向の一方の側のみに配設される。このように構成すれば、平坦化手段の重量によってキャリッジに傾きが生じることをより適切に防ぐことができる。
 また、本発明の特徴は、上記の構成の造形装置で造形物を造形する造形方法の発明の特徴として考えることもできる。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。また、この場合、造形方法を、造形物の製造方法と考えることもできる。
 更に、本願発明の特徴は、造形装置以外の装置の構成の特徴として考えることもできる。また、平坦化手段と異なる機能を有する部材を、吐出ヘッド用のキャリッジに対して連結することも考えられる。この場合、このような構成によって、上記の効果の少なくとも一部と同様の効果が得られると考えることができる。また、本発明の構成に関し、液体を吐出する液体吐出装置であって、前記液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと、予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記液体を吐出する主走査動作を前記吐出ヘッドに行わせる主走査駆動部と、前記吐出ヘッドと異なる所定の機能を有する部材である機能部材とを備え、前記機能部材は、前記キャリッジの外部において、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結されることを特徴とすること等を考えることができる。このように構成すれば、キャリッジの小型化や軽量化を実現することが可能になる。また、吐出ヘッド用のキャリッジの外部に機能部材を配設しつつ、主走査動作時にキャリッジと共に機能部材を適切に移動させることができる。また、本願発明の特徴は、このような構成に対応する液体吐出方法の特徴として考えることもできる。
 本発明によれば、造形物の造形を高い精度で適切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について説明をする図である。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のヘッド部12の構成の一例を示す。 ヘッド部12のより具体的な構成の一例を示す図である。図2(a)、(b)は、ヘッド部12の具体的な構成の一例を示す。 造形装置10により造形する造形物50の構成の一例を示す図である。 主走査駆動部18及びヘッド部12について更に詳しく説明をする図である。 造形装置とは異なる液体吐出装置100について説明をする図である。図5(a)は、液体吐出装置100の構成の一例を示す。図5(b)は、液体吐出装置100のヘッド部12の構成の一例を示す。
 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及び図2は、本発明の一実施形態に係る造形装置10について説明をする図である。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のヘッド部12の構成の一例を示す。図2は、ヘッド部12のより具体的な構成の一例を示す。図2(a)、(b)は、ヘッド部12の具体的な構成の一例を造形装置10の主走査駆動部18の一部と共に示す一部分解斜視図及び下面図である。
 本例の造形装置10は、積層造形法で立体的な造形物を造形する装置(3Dプリンタ)であり、造形の材料としてインクを用い、インクの層を重ねて形成することで、少なくとも一部が着色された造形物50を造形する。また、本例の造形装置10は、液体を吐出する液体吐出装置の一例である。造形物50は立体的な三次元構造物と考えることができる。本例の造形装置10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、造形しようとする造形物を示すデータである造形物データに基づき、造形物50の造形の動作を実行する。この場合、造形装置10は、例えば、造形装置10の動作を制御するコンピュータ(制御PC)から、造形物データを受け取る。
 また、図中に示すように、本例の造形装置10は、ヘッド部12、造形台14、複数のインクタンク16、主走査駆動部18、造形台駆動部20、及び制御部22を備える。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構成を有してよい。より具体的には、以下に説明をする点を除き、造形装置10は、造形の材料となるインクをインクジェット方式で吐出して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、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12は、造形物50の材料を吐出する構成である。本例において、造形物50の材料としては、上記のように、インクを用いる。インクは機能性の液体と考えることができる。また、インクは、インクジェット方式でヘッド部12から吐出する液体と考えることもできる。また、本例において、ヘッド部12は、インクジェット方式でインクを吐出するインクジェットヘッドを有し、インクジェットヘッドから、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)を吐出する。この場合、紫外線硬化型インクは、所定の条件に応じて硬化するインクの一例と考えることができる。また、ヘッド部12は、造形物50の材料となるインクに加え、サポート層52の材料となるインクであるサポート材インクを更に吐出する。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は、造形中の造形物50の少なくとも一部を支持する積層構造物と考えることができる。サポート層52は、造形物50の造形時に必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。また、本例のヘッド部12は、インクジェットヘッドとして、互いに異なる複数種類のインクを吐出するヘッドユニットを有する。この場合、インクの種類が異なるとは、色又は用途が異なることと考えることができる。また、以下においては、説明の便宜上、インクの用途が異なる場合も含めて、インクの種類が異なることを、単に、インクの色が異なるという場合がある。ヘッド部12の具体的な構成や、ヘッド部12が用いるインクの種類については、後に更に詳しく説明をする。
 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と対向する位置に配設され、造形中の造形物50及びサポート層52を上面に載置する。また、本例の造形台14は、造形台駆動部20に駆動されることで、造形装置10において予め設定される副走査方向(図中のX方向)及び積層方向(図中のZ方向)のそれぞれへ移動可能な構成を有している。この場合、副走査方向や積層方向への移動とは、副走査方向や積層方向と平行な方向への移動と考えることができる。積層方向とは、積層造形法において造形の材料が積層される方向と考えることができる。また、本例において、積層方向は、造形装置10において予め設定される主走査方向(図中のY方向)及び副走査方向と直交する方向である。複数のインクタンク16のそれぞれは、インクを貯留するインク容器である。インクタンク16としては、例えば、公知のインクボトルを好適に用いることができる。また、本例の複数のインクタンク16は、ヘッド部12から吐出する各色のインクを貯留し、造形の動作の進行に応じて、ヘッド部12の外部からヘッド部12へ、各色のインクを供給する。
 主走査駆動部18は、ヘッド部12に主走査動作(Y走査)を行わせる駆動部である。主走査動作とは、主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作と考えることができる。この場合、ヘッド部12に主走査動作を行わせることは、ヘッド部12のインクジェットヘッド(ヘッドユニット)に主走査動作を行わせることと考えることができる。また、本例の主走査駆動部18は、造形台14の位置を固定して、ヘッド部12を主走査方向へ移動させることで、ヘッド部12に主走査動作を行わせる。主走査駆動部18の具体的な構成については、後に更に詳しく説明をする。
 造形台駆動部20は、造形台14を移動させる駆動部であり、副走査方向及び積層方向のそれぞれに造形台14を移動させる。また、本例の造形台駆動部20は、一つのインクの層の形成中における主走査動作の合間に副走査方向へ造形台14を移動させる。また、これにより、造形台駆動部20は、造形中の造形物50に対して相対的に副走査方向へ移動する副走査動作(X走査)をヘッド部12に行わせる。副走査動作は、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と考えることもできる。また、一つのインクの層が形成された後、次のインクの層の形成が開始される前に、造形台駆動部20は、積層方向のうち、ヘッド部12から離れる方向へ造形台14を移動させる。また、これにより、造形台駆動部20は、造形中の造形物50に対して相対的に積層方向へ移動する積層方向走査動作(Z走査)をヘッド部12に行わせる。積層方向走査動作は、造形の動作の進行に合わせて積層方向における造形中の造形物50とヘッド部12との相対位置を調整する動作と考えることもできる。
 制御部22は、造形装置10のCPUを含む構成であり、造形装置10の各部を制御することにより、造形物50の造形の動作を制御する。この場合、制御部22は、造形物データに基づき、造形しようとする造形物50の断面を示すデータであるスライスデータを生成する。そして、造形物50を構成するそれぞれのインクの層を形成する動作において、スライスデータに基づいてヘッド部12の動作を制御することにより、造形物50の造形に用いる各色のインクをヘッド部12に吐出させる。本例によれば、造形物50の造形を適切に実行することができる。
 続いて、造形装置10のヘッド部12の構成について更に詳しく説明をする。本例のヘッド部12は、インク吐出部102、平坦化ローラユニット104、及び複数の光源ユニット106を有する。インク吐出部102は、ヘッド部12のうちインクを吐出する部分であり、キャリッジ202及び複数のヘッドユニット204a、bを有する。
 キャリッジ202は、複数のヘッドユニット204a、bを保持する保持部材であり、複数のヘッドユニット204a、bのそれぞれを、インクの吐出方向が造形台14へ向かう方向になるように保持する。また、以下において詳しく説明をするように、本例のヘッド部12の平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106は、キャリッジ202の外部に配設されている。そのため、キャリッジ202は、複数のヘッドユニット204a、bを保持し、かつ、平坦化ローラユニット104の各構成(例えば、平坦化ローラ等)や光源ユニット106の各構成を保持していないと考えることができる。また、この場合、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106は、インク吐出部102の各構成とは別のユニットとして構成されていると考えることができる。また、本例のキャリッジ202は、造形台14に対向するキャリッジ202のベース部分を構成するキャリッジベースが、複数のヘッドユニット204a、bを交換可能(着脱自在)に保持している。また、キャリッジ202は、複数のヘッドユニット204a、bを、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて保持する。この場合、ヘッドユニット204a、bは、各回の主走査動作においてインクを吐出する領域が同じになるようにインライン配置で並べられていると考えることができる。
 複数のヘッドユニット204a、bは、造形の材料を吐出する吐出ヘッドの一例である。本例の複数のヘッドユニット204a、bのそれぞれは、互いに異なる色の複数色のインクを吐出するインクジェットヘッドであり、互いに異なるインクの供給経路を介していずれかのインクタンク16から供給されるインクをそれぞれが吐出する複数のノズル列212を有する。この場合、インクの供給経路が異なることは、インクタンク16からヘッド部12へインクを供給する供給経路が互いに独立であることと考えることができる。また、それぞれのノズル列212へのインクの供給経路が異なることは、それぞれのノズル列212が互いに異なるインクタンク16からインクの供給を受けることと考えることもできる。また、ノズル列212は、所定のノズル列方向における位置をずらして並ぶノズルの列と考えることができる。また、ヘッドユニット204a、bのそれぞれが有する複数のノズル列212は、副走査方向と平行な方向をノズル列方向として、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並ぶ。
 ヘッドユニット204a、bのそれぞれは、4色分のノズル列212を有する4色用ヘッドユニットである。ヘッドユニット204aは、第1のヘッドユニットの一例であり、図中にノズル列212y、m、c、kとして区別して示すように、互いに異なる色のカラーインクをそれぞれが吐出する複数のノズル列212y~kを有する。ヘッドユニット204aの複数のノズル列212y~kから吐出する各色のカラーインクは、造形物50の着色領域の形成時に用いる着色用のインクである。これら各色のカラーインクは、有色のインクの一例である。ヘッドユニット204aの複数のノズル列212y~kのそれぞれは、着色領域の形成に用いる複数色のカラーインクのそれぞれを吐出すると考えることができる。また、ノズル列212yは、イエロー色(Y色)のインクを吐出するノズル列である。ノズル列212mは、マゼンタ色(M色)のインクを吐出するノズル列である。ノズル列212cは、シアン色(C色)のインクを吐出するノズル列である。ノズル列212kは、ブラック色(K色)のインクを吐出するノズル列である。これらのYMCKの各色は、減法混色法での色表現の基本色(プロセスカラー)の一例である。
 また、ヘッドユニット204bは、第2のヘッドユニットの一例であり、図中にノズル列212s、w、t、xとして区別して示すように、ヘッドユニット204aから吐出するカラーインクとは異なる色のインクをそれぞれが吐出する複数のノズル列212s~xを有する。この場合、ノズル列212sは、サポート材インクを吐出するノズル列である。ノズル列212wは、白色のインクを吐出するノズル列である。本例の白色のインクは、光反射性のインクの一例であり、造形物50の光反射領域の形成時に用いられる。ノズル列212tは、クリアインクを吐出するノズル列である。クリアインクは、無色で透明なインクと考えることができる。クリアインクは、着色されていない透光性のインクや、意図的に着色材を添加していないインクと考えることもできる。また、本例のクリアインクは、YMCKの各色のインクと共に、造形物50の着色領域の形成時に用いられる。
 また、ヘッドユニット204bのノズル列212xは、必要に応じて様々な色又は用途のインクを吐出するためのノズル列である。ノズル列212xは、造形時に特に消費量が多くなるインク用の第2のノズル列として用いることが考えられる。この場合、ノズル列212xは、サポート材インクや、白色のインク等を吐出することが考えられる。また、ノズル列212xは、予備のノズル列として用いることも考えられる。この場合、ノズル列212xは、ヘッドユニット204a、bのいずれかのノズル列212が故障した場合に代わりに用いることが考えられる。また、ノズル列212xは、上記の各色のインク以外の特色のインクを吐出するために用いることも考えられる。
 また、ヘッド部12の平坦化ローラユニット104は、平坦化手段の一例である。本例の平坦化ローラユニット104は、図2(a)、(b)に示すように、平坦化ローラ402、及び複数のモータ404、406を有し、ヘッド部12のインク吐出部102におけるキャリッジ202の外部に、キャリッジ202と隣接する位置に配設される。平坦化ローラ402は、インクの層を平坦化するローラであり、主走査動作時に、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。より具体的には、本例の平坦化ローラ402は、主走査動作時に所定の方向へ回転しつつ未硬化のインクと接触して、所定の高さよりも高い位置にあるインクをかき取ることで、インクの層を平坦化する。モータ404は、回転用モータの一例であり、平坦化ローラ402を回転させる駆動力を発生する。モータ406は、ローラ移動用モータの一例であり、鉛直方向へ平坦化ローラ402を移動させる駆動力を発生する。本例のモータ406は、鉛直方向に平坦化ローラ402を移動させる機構部へ動力を供給することで、鉛直方向の上下に平坦化ローラ402を移動させる。
 また、本例の平坦化ローラユニット104は、主走査方向におけるインク吐出部102の一方側に、連結部112によって、インク吐出部102のキャリッジ202と連結されている。この場合、平坦化ローラユニット104がキャリッジ202と連結されている、とは、主走査動作時におけるヘッド部12の移動時にキャリッジ202に従って平坦化ローラユニット104が移動するように、キャリッジ202と平坦化ローラユニット104とが接合されていることと考えることができる。このように構成すれば、平坦化ローラ402をキャリッジ202の外部に配設しつつ、平坦化ローラ402による平坦化の動作を適切に実行することができる。また、これにより、造形物50の造形を高い精度で適切に行うことができる。
 また、本例の連結部112は、磁石の吸着力によって、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202とを連結する。このように構成することで、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202とについて、両者の相対位置の変更が容易であり、かつ、主走査動作時にキャリッジ202と共に平坦化ローラユニット104が移動する状態を適切に実現することができる。また、この場合、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結の仕方については、両者の位置関係が完全には固定される状態ではなく、相対位置の調整を行いやすい状態になっていると考えることもできる。また、このような連結の仕方は、ある程度の緩やかさをもって両者がつながる状態と考えることもできる。また、本例のように磁石の吸着力で実現する連結は、容易に離接自在であり、位置関係の変更及び調整を行いやすい接合の一例と考えることもできる。また、この場合、キャリッジ202に対して平坦化ローラユニット104を取り付ける位置(接合位置)についても、容易かつ適切に調整を行うことができる。
 尚、磁石の吸着力による平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結は、必ずしも平坦化ローラユニット104及びキャリッジ202に対して直接的に磁石の吸着力を及ぼすのではなく、平坦化ローラユニット104及びキャリッジ202のそれぞれに対して固定されている部材に対して磁石の吸着力を及ぼすことで実現してもよい。また、本例の連結部112は、平坦化ローラユニット104の一部であり、平坦化ローラ402に対して位置が固定されている。また、連結部112は、磁石を有し、インク吐出部102のいずれかの位置に対して磁石の吸着力で吸着することで、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202とを連結する。また、磁石は、平坦化ローラユニット104の連結部112ではなく、インク吐出部102の側に配設することも考えられる。この場合、連結部112は、磁石に吸着される金属の部材等を有することで、インク吐出部102側にある磁石の吸着力で、キャリッジ202に連結される。また、ヘッド部12の変形例においては、連結部112は、平坦化ローラユニット104と別の構成であってもよい。この場合、連結部112は、例えば、平坦化ローラユニット104のいずれかの位置に対し、磁石の吸着力で吸着する。また、連結部112は、インク吐出部102の一部であってもよい。また、ヘッド部12の更なる変形例においては、連結部112は、磁石の吸着力以外の方法で、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202とを連結してもよい。平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結の仕方については、後に更に詳しく説明をする。
 複数の光源ユニット106は、インクを硬化させるための光源(UV光源)を有するユニット部品であり、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を発生する。本例の複数の光源ユニット106のそれぞれは、間にインク吐出部102及び平坦化ローラユニット104を挟むように、ヘッド部12のその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。光源ユニット106の光源としては、例えば、UVLED(紫外LED)等を好適に用いることができる。また、光源ユニット106の光源として、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、本例では、複数の光源ユニット106も、インク吐出部102のキャリッジ202の外部に配設され、主走査動作時にキャリッジ202に従って複数の光源ユニット106が移動するように、キャリッジ202と連結されている。この場合、キャリッジ202に対する光源ユニット106の連結については、キャリッジ202に対する平坦化ローラユニット104の連結とは異なる構成で行うことが考えられる。より具体的には、複数の光源ユニット106のそれぞれを、インク吐出部102、及び複数の光源ユニット106のそれぞれの所定の位置に対して固定される部材等を用いて、互いの位置関係が固定されるように連結することが考えられる。このように構成すれば、平坦化ローラユニット104と比べて重量が大きな光源ユニット106を、インク吐出部102と適切に接合することができる。また、この場合、光源ユニット106とキャリッジ202との連結は、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結よりも強固につながっていると考えることができる。また、ヘッド部12の変形例では、光源ユニット106とキャリッジ202との連結についても、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結と同様に、磁石の吸着力によって行ってもよい。
 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、本例のヘッド部12は、上記の構成により、キャリッジ202の小型化及び軽量化を実現することもできる。この場合、キャリッジ202の軽量化は、キャリッジ202で保持する構成の合計重量の軽量化と考えることができる。より具体的には、上記のように、本例のヘッドユニット204a、bのそれぞれは、複数色のインクを吐出する。そして、この場合、1色のインクのみを吐出する単色用のインクジェットヘッドを複数個用いる場合と比べて、同じ色数の複数色のインクを吐出するための構成のサイズ及び重量が少なくなる。そのため、ヘッド部12がヘッドユニット204a、bを用いて複数色のインクを吐出することで、キャリッジ202の小型化及び軽量化を適切に実現することができる。また、本例においては、平坦化ローラユニット104をキャリッジ202の外部に配設することで、キャリッジ202の更なる小型化及び軽量化を実現することができる。
 ここで、本例において、複数のヘッドユニット204a、bは、キャリッジ202のキャリッジベースに対し、所定の取付機構(取付手段)により、着脱自在に取り付けられる。また、本例のヘッドユニット204a、bのそれぞれは、互いに異なる色又は用途のインクをそれぞれが吐出する単色用のインクジェットヘッドの複数個分の機能を兼ね備えたインクジェットヘッドと考えることができる。また、ヘッドユニット204a、bのようなヘッドユニットは、ユニット単位で一体化され、修理時やメンテナンス時にまとめて交換される部品と考えることができる。また、ヘッドユニットは、そのヘッドユニット内のいずれかのノズル列が故障した場合にまとめて交換対象となる交換の単位の部品と考えることもできる。ノズル列の故障は、交換が必要になる故障等と考えることができる。また、交換の単位の部品とは、造形装置10の通常の保守作業で行われる交換の作業で交換される部品と考えることもできる。通常の保守作業とは、保守マニュアル等で説明がされている方法で行われる保守の作業と考えることができる。また、この場合、ヘッドユニットは、保守作業において色毎のノズル列への分解を行わない構成と考えることもできる。
 また、ヘッドユニット204a、bとして用いるヘッドユニットは、例えば、複数色用のインクジェットヘッドとして販売がされている販売の単位の部品と考えることもできる。一つのヘッドユニットの複数のノズル列は、一つの部品の中で一体に形成されていると考えることができる。この場合、ヘッドユニットにおける一つの部品の中で複数のノズル列が一体に形成されているとは、ヘッドユニットの外面形状を構成する固定形状の筐体の中の所定の位置に複数のノズル列が形成されていることと考えることができる。また、それぞれのヘッドユニットの複数のノズル列は、所定の位置関係を保って並んでいると考えることができる。また、ヘッドユニットのそれぞれのノズル列の位置は、所定の調整可能範囲内での調整(微調整)が可能であってもよい。この場合、複数のノズル列が所定の位置関係を保って並ぶ、とは、それぞれのノズル列に対応する調整可能範囲が所定の位置関係を保つこと、と考えることができる。また、複数のノズル列が所定の位置関係を保って並ぶ、とは、それぞれのノズル列における調整の基準位置の位置関係が決まっていることと考えることもできる。また、それぞれのヘッドユニットは、ノズル列のノズルとなる貫通孔が並べて形成される板状体であるノズルプレートを有する。この場合、複数色分のノズル列が形成されたノズルプレートを好適に用いることができる。また、ヘッドユニット204a、bのそれぞれは、複数のノズルプレートを有してもよい。また、複数のノズルプレートのそれぞれとして、例えば、それぞれが複数のノズル列を有するノズルプレートを用いてもよい。この場合、例えば、ヘッドユニット204a、bのそれぞれが2個のノズルプレートを有し、かつ、それぞれのノズルプレート(一つのノズルプレート)に2色分のノズル列が形成されている構成等を考えることができる。
 また、ヘッドユニットをより一般化して考えた場合、ヘッドユニットとして、例えば、単色用のインクジェットヘッドを複数個組み合わせた構成を用いることも考えられる。この場合も、複数個の単色用のインクジェットヘッドをコンパクトにまとめた構成を交換の単位とすることで、それぞれの単色用のインクジェットヘッドを個別にキャリッジに取り付ける場合と比べて、キャリッジの小型化や軽量化が可能になる。また、この場合、ヘッドユニットにまとめられるそれぞれの単色用のインクジェットヘッドについて、ヘッドユニット内での位置関係の微調整を可能にしてもよい。
 また、上記のように、本例のインク吐出部102が有するキャリッジ202は、複数のヘッドユニット204a、bを保持するための構成である。これに対し、平坦化ローラユニット104には、平坦化ローラ402を保持するための保持部材を別途用いることが考えられる。そして、この場合、平坦化ローラユニット104の保持部材は、平坦化ローラユニット104のキャリッジ等と考えることもできる。また、この場合、平坦化ローラユニット104の構成は、インク吐出部102のキャリッジ202とは別体のキャリッジによって平坦化ローラ402を保持していると考えることができる。また、インク吐出部102のキャリッジ202は、平坦化ローラ402を保持せずに、ヘッドユニット204a、bを保持していると考えることができる。そして、この場合、連結部112は、平坦化ローラユニット104が有する平坦化ローラ402用のキャリッジをインク吐出部102のキャリッジ202に連結する構成と考えることもできる。
 また、本例のヘッド部12では、単にヘッドユニット204a、bを用いるのではなく、ヘッドユニット204a、bのそれぞれによって吐出するインクの種類を、インクの用途に合わせて決定をしている。より具体的には、上記のように、本例においては、ヘッドユニット204aの複数色のノズル列により、造形物50の着色領域の形成に用いるYMCKの各色のインクを吐出する。そして、ヘッドユニット204bの複数のノズル列により、その他のインクを吐出する。また、これにより、造形物50の造形時に消費量が少なくなるYMCKの各色のインクを、ヘッドユニット204aのみから吐出している。このように構成すれば、同じヘッドユニットから吐出するインクの間での消費量の差を適切に低減することができる。また、これにより、ヘッドユニットの交換によって造形装置10の部品交換のコストが過度に上昇することを適切に防止することができる。また、以下においては、造形装置10により造形する造形物50の構成と関連付けて、この点について、更に詳しく説明をする。
 図3は、造形装置10(図1参照)により造形する造形物50の構成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示す。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。上記のように、本例の造形装置10は、ヘッド部12のインク吐出部102が有するヘッドユニット204a(図1参照)から吐出するカラーインク(YMCKの各色のインク)を用いて、表面が着色された造形物50を造形する。この場合、造形物50の表面が着色される、とは、造形物50のその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と考えることができる。また、本例の造形装置10は、光反射領域152及び着色領域154を備える造形物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。
 光反射領域152は、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である。着色領域154は、造形物50表面に対してフルカラー表現での着色を行う場合に造形物50の外部から入射する光を反射する領域と考えることもできる。フルカラー表現は、プロセスカラーのインクによる減法混色法の可能な組み合わせで行う色の表現と考えることができる。また、本例の造形装置10は、インク吐出部102のヘッドユニット204b(図1参照)から吐出する白色のインクを用いて、造形物50の内部領域を兼ねた光反射領域152を形成する。この場合、内部領域は、造形物50の内部を構成する領域と考えることができる。また、この場合、光反射領域152の形成に用いる白色のインクは、内部領域の形成に用いる造形インクの一例と考えることができる。造形物50の変形例においては、内部領域を、光反射領域152とは別の領域として形成してもよい。この場合、造形装置10は、サポート材インク以外の任意のインクを用いて、内部領域を形成する。また、内部領域の周囲に、光反射領域152を形成する。
 着色領域154は、ヘッドユニット204aから吐出するYMCKの各色のインクにより着色がされる領域である。本例の造形装置10は、ヘッドユニット204aから吐出するYMCKの各色のインクと、ヘッドユニット204bから吐出するクリアインクとを用いて、光反射領域152の周囲(外側)に着色領域154を形成する。また、この場合、造形装置10では、各位置への各色のカラー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カラーインクの合計量の変化を補填するために、クリアインクを用いる。このように構成すれば、着色領域154の各位置を所望の色で適切に着色できる。また、これにより、着色された造形物50を適切に造形することができる。
 ここで、本例の着色領域154は、ヘッドユニット204aから吐出される複数色のカラーインク(YMCKの各色のインク)、及びヘッドユニット204bから吐出されるクリアインクのみで形成される。また、本例のように、造形物50の表面に着色領域154を形成する場合、着色領域154の形成に用いる複数色のカラーインクの消費量は、造形物50の内部を構成する光反射領域152の形成に用いる白色のインクやサポート層52の形成に用いるサポート材インクの消費量と比べ、著しく小さくなる。また、その結果、造形時にヘッドユニット204a、bの各ノズル列からインクを吐出するショット数に着目すると、白色のインクやサポート材インクのショット数は、カラーインクのショット数と比べて、著しく大きくなる。
 また、ヘッドユニット204a、bは、通常、いずれかのノズル列からのショット数が多くなると、故障が生じやすくなる。また、上記のように、ヘッドユニット204a、bは、通常、ヘッドユニット単位での交換を行うことになる。そのため、ヘッドユニット204a、bは、通常、最もショット数が多くなるノズル列でのショット数に応じて、交換の時期が決まることになる。そして、この場合、一つのヘッドユニット(ヘッドユニット204a、bのいずれか)に消費量が大きく異なるノズル列が混在すると、一部のノズル列の影響で早期に交換の時期が到来することで、ヘッドユニットの交換の頻度が上がり、造形装置10の運用コストの増大を招くことになる。より具体的には、例えば、ヘッドユニット204a、bの両方にいずれかの色のカラーインク用のノズル列を設け、更に、一つのヘッドユニットにカラーインク用のノズル列と、白色のインク又はサポート材インク用のノズル列とが存在すると、ヘッドユニット204a、bの両方について、交換の頻度が高くなることが考えられる。また、その結果、造形装置10のヘッドユニットの交換頻度が上がることが考えられる。
 これに対し、本例においては、消費量の少ないカラーインク用のノズル列をヘッドユニット204aに集めて、それ以外のインク用のノズル列をヘッドユニット204bに集めている。そして、ヘッドユニット204aでは、カラーインクのみを吐出している。このように構成すれば、消費量が特に多くなるインクである白色のインク及びサポート材インクのノズル列と、カラーインク用のノズル列とを、互いに異なるヘッドユニットに配置することができる。そのため、本例によれば、ヘッドユニット204a、bのそれぞれから吐出する複数色のインクについて、その消費量の差を適切に低減することができる。また、これにより、ヘッドユニット204a、bの交換を、より効率的かつ適切に行うことができる。
 尚、上記のように、本例においては、着色領域154の形成に用いるインクのうち、クリアインクについては、ヘッドユニット204bから吐出している。しかし、この場合も、特に消費量が少なくなるカラーインク用のノズル列をヘッドユニット204aに集めることで、ヘッドユニット204aにおけるインクの消費量の差を適切に低減することができる。また、クリアインクは、通常、カラーインクよりも消費量が多くなりやすい。そのため、白色のインクやサポート材インクを吐出するヘッドユニット204bについても、例えばいずれかのカラーインク用のノズル列を設ける場合と比べて、インクの消費量の差が小さくなると考えることができる。
 また、本例においては、消費量の多いインクを吐出するヘッドユニット204bが、ヘッドユニット204aと比べて、早期に寿命に達することが考えられる。そのため、造形装置10のメンテナンスの方法としては、ヘッドユニット204bの交換の周期をヘッドユニット204aよりも短くすることが好ましい。また、この場合、例えば、ヘッドユニット204a、bに実際に故障が生じる前に、造形装置10が稼働した稼働量に基づき、ヘッドユニット204a、bの交換をユーザに促すことが考えられる。この場合、造形装置10の稼働量とヘッドユニット204a、bの交換のタイミングとを予め対応付けておくことが考えられる。そして、稼働量と交換のタイミングとの対応付けをヘッドユニット204aとヘッドユニット204bとで異ならせることで、ヘッドユニット204aよりもヘッドユニット204bが頻繁に交換されるように、ヘッドユニット204a、bのそれぞれの交換をユーザに促す。このように構成すれば、消費量の多いインクを吐出するヘッドユニット204bを、ヘッドユニット204aよりも短い周期で適切に交換することができる。また、これにより、ヘッドユニット204a、bのそれぞれから吐出するインクの用途等に応じて、造形装置10のメンテナンスをより適切に行うことができる。
 また、この場合、造形装置10は、例えば、稼働量と交換のタイミングとの対応付けた対応付情報を記憶する記憶部や、ヘッドユニット204a、bの交換をユーザに促すための表示部等を更に備える。そして、造形装置10の制御部22(図1参照)は、この対応付情報と、造形装置10の稼働量とに基づき、ヘッドユニット204a、bの交換をユーザに促すメッセージを表示部に表示させる。また、造形装置10の稼働量としては、例えば、造形装置10が造形の動作を実行した稼働時間等を管理することが考えられる。造形装置10の稼働量としては、ヘッドユニット204a、bのそれぞれを交換してからの経過時間(例えば、経過日数)を管理することも考えられる。また、造形装置10の稼働量として、ヘッドユニット204a、bのそれぞれのノズル列から吐出したインクの量を管理することも考えられる。
 続いて、本例における主走査駆動部18(図1参照)及びヘッド部12の平坦化ローラユニット104(図1参照)の特徴について、更に詳しく説明をする。図4は、主走査駆動部18及びヘッド部12について更に詳しく説明をする図であり、主走査駆動部18の具体的な構成の一例をヘッド部12の一部と共に示す。また、図4においては、図示の便宜上、ヘッド部12のうち、光源ユニット106(図1参照)を省略して、インク吐出部102及び平坦化ローラユニット104を図示している。
 上記のように、本例のヘッド部12は、インク吐出部102のキャリッジ202の外部に、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を有する。この場合、主走査駆動部18は、ヘッド部12のキャリッジ202の外部で平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を保持しつつ、ヘッド部12に主走査動作を行わせる。また、本例の主走査駆動部18は、ガイドレール302、駆動機構304、及びリニアエンコーダ306を有する。ガイドレール302は、インク吐出部102のキャリッジ202の主走査方向への移動をガイドするガイド部材の一例である。また、本例のガイドレール302は、主走査方向へ延伸するレール状の部材であり、レールに沿ってキャリッジ202が移動可能になるように、キャリッジ202を保持する。この場合、ガイドレール302は、キャリッジ202自体又はキャリッジ202に対して位置が固定されている部材をガイドレール302に対して係合させることで、ガイドレール302に沿ってキャリッジ202を移動可能にする。
 また、ガイドレール302として、例えば、レール部及び移動部を有する構成を用いることが考えられる。この場合、レール部は、ガイドレール302のレール状の部分である。また、移動部は、レール部に沿って移動する構成である。このような構成のガイドレール302を用いる場合、キャリッジ202を移動部に対して固定することで、ガイドレール302がキャリッジを移動可能に保持する。また、レール部に沿って移動部を移動させることで、キャリッジ202を主走査方向へ移動させる。このようなガイドレール302としては、例えば、公知のLMガイド(登録商標)等を好適に用いることができる。LMガイドは、ころがりの動作によって機械の直線運動部をガイドする部材と考えることができる。
 また、本例のガイドレール302は、平坦化ローラユニット104を、インク吐出部102と独立に、主走査方向へ移動可能に保持する。また、レール部及び移動部を有するガイドレール302を用いる場合、ガイドレール302によってインク吐出部102と独立に平坦化ローラユニット104を保持することは、ガイドレール302の移動部に対し、インク吐出部102とは別に、平坦化ローラユニット104を固定することと考えることができる。この場合、平坦化ローラユニット104を、インク吐出部102の固定位置とは異なる位置で移動部に対して固定することが考えられる。また、上記のように、平坦化ローラユニット104の平坦化ローラ402を保持するための保持部材は、インク吐出部102のキャリッジ202とは別体の、平坦化ローラユニット104のキャリッジ等と考えることができる。そして、この場合、ガイドレール302によってインク吐出部102と独立に平坦化ローラユニット104を保持することは、ガイドレール302によって、平坦化ローラユニット104のキャリッジと、インク吐出部102のキャリッジ202とを保持することと考えることもできる。
 また、図示は省略しているが、ガイドレール302は、光源ユニット106についても、インク吐出部102及び平坦化ローラユニット104とは独立に、主走査方向へ移動可能に保持する。この場合、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106のそれぞれをガイドレール302が移動可能に保持することについては、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106のそれぞれにおける一部をガイドレール302に対して係合させることで、ガイドレール302に沿って平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106のそれぞれを移動可能にすることと考えることができる。また、ガイドレール302は、インク吐出部102のキャリッジ202の外部で、主走査方向へ移動可能に平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を保持していると考えることができる。
 このように構成した場合、ヘッド部12の各構成の重量を、ガイドレール302の複数の位置で分散して支えることができる。そのため、このように構成すれば、インク吐出部102のキャリッジ202によって平坦化ローラ等も保持する場合と比べ、ガイドレール302がキャリッジ202を保持する位置に重量が集中することを適切に防ぐことができる。また、これにより、ガイドレール302に撓みが発生することを適切に防止することができる。また、図2(b)に示す構成等から理解できるように、本例のガイドレール302は、副走査方向における一方側からキャリッジ202を支持することで、片持ち状態でキャリッジ202を支持する。そして、この場合、キャリッジ202の重量が大きくなると、キャリッジ202のガイドレール302と反対になる側が下側へ撓むことで、いわゆるお辞儀の状態になりやすい。これに対し、本例においては、平坦化ローラユニット104をキャリッジ202の外部に配設することで、このような問題を適切に防止することもできる。
 ここで、上記のように、ガイドレール302としては、レール部及び移動部を有する構成を用いることが考えられる。この場合、ガイドレール302は、移動部に平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を取り付けることで、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を保持することが考えられる。また、この場合、一つの移動部に対して、インク吐出部102、平坦化ローラユニット104、及び複数の光源ユニット106を取り付けることが考えられる。このように構成すれば、インク吐出部102のキャリッジ202と共に、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を適切に移動させることができる。また、この場合、連結部112によってキャリッジ202と平坦化ローラユニット104とを連結することで、平坦化ローラユニット104をより適切に移動させることができる。また、ガイドレール302は、一つのレール部材に沿って移動する複数の移動部を有してもよい。この場合、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106のそれぞれを、インク吐出部102が固定される移動部とは別の移動部に対して固定してもよい。このように構成すれば、ガイドレール302がキャリッジ202を保持する位置に重量が集中することをより適切に防ぐことができる。
 また、上記のように、本例の平坦化ローラユニット104は、インク吐出部102に対し、主走査方向の一方側のみに配設されている。この点に関し、例えばインク吐出部102のキャリッジ202によって平坦化ローラも保持することを考えた場合、キャリッジ202における主走査方向の一方側のみに平坦化ローラを配設すると、主走査方向における一方側と他方側とで重量に差が生じることが考えられる。そして、この場合、ヘッドユニット204a、bを用いることでキャリッジ202の小型化及び軽量化がされていると、平坦化ローラの重量の影響で、キャリッジ202の平坦化ローラが設置されている側が下がるようなキャリッジ202の傾きが生じやすくなることが考えられる。これに対し、本例によれば、キャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設することで、キャリッジ202の一方側のみに平坦化ローラが配設される場合にも、平坦化ローラの重量によってキャリッジ202に傾きが生じることをより適切に防ぐことができる。
 また、主走査動作時には、例えば、主走査方向においてヘッド部12を往復させ、往路及び復路の両方で、インク吐出部102からインクを吐出することが考えられる。そして、本例のように、主走査方向におけるインク吐出部102の一方側のみに平坦化ローラユニット104が配設される場合、平坦化ローラユニット104がインク吐出部102よりも後ろ側になる向きでのヘッド部12の移動時のみに、平坦化ローラ402をインクの層に接触させることが考えられる。そのため、本例の平坦化ローラユニット104は、モータ406の駆動力によって鉛直方向へ平坦化ローラ402を移動させることで、平坦化ローラユニット104がインク吐出部102よりも後ろ側になる向きでヘッド部12が移動する主走査動作時には、平坦化ローラ402の位置を下げて、インクの層と平坦化ローラ402とを接触させる。また、平坦化ローラユニット104がインク吐出部102よりも前側になる向きでヘッド部12が移動する主走査動作時には、平坦化ローラ402を上側に待避させて、インクの層と平坦化ローラ402とを接触させない。本例によれば、鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を容易かつ適切に変化させることができる。また、これにより、往復の主走査動作でインクの層を形成する場合に、インクの層の平坦化をより適切に行うことができる。
 尚、本例のように、平坦化ローラユニット104が複数のモータ404、406を有する場合、平坦化ローラユニット104の重量が重くなることが考えられる。そして、この場合、平坦化ローラユニット104に対応する構成をインク吐出部102のキャリッジ202で保持すると、キャリッジ202の重量化の問題が特に顕著になると考えられる。そのため、本例においては、キャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設することで得られる効果が特に大きくなっていると考えることもできる。
 駆動機構304は、インク吐出部102のキャリッジ202をガイドレール302に沿って移動させる駆動機構である。本例の駆動機構304は、ベルト312、駆動プーリ314、従動プーリ316、及びモータ318を有する。ベルト312は、主走査方向におけるキャリッジ202の移動範囲に沿って張り渡される環状のベルト部材であり、駆動プーリ314と従動プーリ316とを主走査方向の一方側及び他方側の端とする回転経路に沿って回転移動する。また、ベルト312は、キャリッジ202、又はインク吐出部102においてキャリッジ202に対して位置が固定されている部分が、所定の位置に取り付けられた状態で回転移動することで、主走査方向へキャリッジ202を移動させる。また、この場合、ベルト312は、回転の向きを適宜反転させることで、主走査方向におけるキャリッジ202の移動範囲内でキャリッジ202を往復させる。この場合、駆動機構304については、ベルト312を回転移動させることで、主走査方向へキャリッジ202を移動させる機構と考えることができる。
 駆動プーリ314及び従動プーリ316は、ベルト312を張り渡して回転移動させるためのプーリである。駆動プーリ314は、モータ318から受け取る動力に応じて回転するプーリであり、主走査方向の一方側においてベルト312と噛み合うことで、ベルト312の回転移動の動力をベルト312に与える。従動プーリ316は、主走査方向の他方側においてベルト312と噛み合うプーリであり、ベルト312の回転移動に従って回転する。モータ318は、駆動プーリ314を回転させるモータであり、造形装置10の制御部22(図1参照)の指示に応じて駆動プーリ314を回転させる。このように構成すれば、主走査動作時にキャリッジ202を適切に移動させることができる。また、これにより、キャリッジ202に保持されているヘッドユニット204a、b等を主走査方向へ適切に移動させることができる。
 ここで、本例のベルト312は、平坦化ローラユニット104に対しては直接的につながっていない。また、図示を省略しているが、ベルト312は、光源ユニット106に対しても、直接的につながっていない。そのため、主走査動作時において、駆動機構304は、インク吐出部102を移動させることで、インク吐出部102の移動に従って、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106を移動させる。より具体的には、上記のように、本例の平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106は、連結部112等によって、インク吐出部102のキャリッジ202と連結されている。そして、この場合、ベルト312が主走査方向へキャリッジ202を移動させると、キャリッジ202の移動に従って、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106も、主走査方向へ移動する。そのため、本例によれば、ヘッド部12の各構成を、主走査動作時に主走査方向へ適切に移動させることができる。また、上記の説明等から理解できるように、この場合、ベルト312が平坦化ローラユニット104に対して直接的につながっていないことについては、ベルト312を回転移動させた場合に、ベルト312が直接的に平坦化ローラユニット104を移動させるのではなく、ベルト312の回転移動によってインク吐出部102が移動し、連結部112によってインク吐出部102と平坦化ローラユニット104とが連結していることでインク吐出部102の移動に伴って平坦化ローラユニット104が移動することと考えることができる。また、本例において、ベルト312が平坦化ローラユニット104に対して直接的につながっていないことについては、ベルト312の回転移動に伴う動力がインク吐出部102のキャリッジ202及び連結部112を介して平坦化ローラユニット104に伝わり、かつ、それ以外の経路からは伝わらないことと考えることもできる。ベルト312が平坦化ローラユニット104に対して直接的につながっていないことについては、連結部112によってキャリッジ202と平坦化ローラユニット104とが連結されない状態でベルト312に対して平坦化ローラユニット104が固定されていないことと考えることもできる。
 また、上記のように、本例のモータ318は、制御部22の指示に応じて、駆動プーリ314を回転させる。この場合、制御部22は、リニアエンコーダ306の出力に応じてモータ318の動作を制御することで、駆動プーリ314の回転の制御を行う。また、本例のリニアエンコーダ306は、リニアスケール322及びセンサ324を有する。リニアスケール322は、位置の基準となる目盛りを示す部材であり、ガイドレール302に沿って主走査方向へ延伸するように配設される。また、本例のリニアスケール322は、ガイドレール302に取り付けられることで、ガイドレール302の各位置を示す。センサ324は、リニアスケール322の目盛りを読み取る光学センサであり、インク吐出部102のキャリッジ202に対する位置が固定された所定の位置に配設される。このように構成した場合、センサ324によってリニアスケール322の目盛りを読み取ることで、キャリッジ202の位置を高い精度で適切に検知することができる。また、センサ324での検出結果に基づいて制御部22がモータ318の動作を制御することで、キャリッジ202の位置を検出しつつ、キャリッジ202を移動させることができる。そのため、本例によれば、主走査動作時において、キャリッジ202の移動を高い精度で適切に制御することができる。
 尚、上記のように、本例においては、リニアエンコーダ306のリニアスケール322及びセンサ324を、主走査駆動部18が有する構成と考えることができる。しかし、造形装置10の構成の分け方によっては、リニアスケール322のセンサ324を、ヘッド部12又はインク吐出部102の構成と考えることもできる。また、リニアエンコーダ306をガイドレール302と別の部材にするのではなく、例えば、リニアエンコーダの機能を兼ね備えたガイドレール302を用いることも考えられる。
 以上のように、本例によれば、主走査動作時において、ヘッド部12の各構成を主走査方向へ適切に移動させることができる。また、ヘッド部12のインク吐出部102にヘッドユニット204a、bを用いることにより、キャリッジ202の小型化及び軽量化を適切に実現することができる。そして、この場合、小型化及び軽量化がされたキャリッジ202に合わせて、主走査駆動部18における主走査方向へ延伸する部分であるYバー構造を適切に簡素化することができる。更には、この場合、ガイドレール302によって平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106をインク吐出部102と独立に保持することで、Yバー構造を簡素化した場合でも、ガイドレール302の撓み等を適切に防止して、ヘッド部12の各構成を適切に支持することができる。
 また、主走査動作時には、インク吐出部102からインクを吐出するタイミングを高い精度で制御することが必要になる。そのため、主走査動作時には、ヘッド部12の各構成の位置うち、インク吐出部102の位置が特に重要になる。これに対し、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106については、主走査方向の位置に求められる精度は、インク吐出部102と比べて低いといえる。そのため、本例においては、上記のように、インク吐出部102のキャリッジ202の位置をリニアエンコーダ306で検知しつつ、ベルト312によってキャリッジ202を移動させている。また、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106については、キャリッジ202の移動に従って移動をさせている。そのため、本例によれば、主走査方向におけるインク吐出部102の位置を高い精度で適切に制御することができる。
 また、本例においては、インク吐出部102のキャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設して、キャリッジ202と平坦化ローラユニット104とを所定の構成で連結することで、キャリッジ202の傾きの調整や平坦化ローラユニット104の平坦化ローラ402の高さの調整を、より容易かつ適切に行うことも可能になる。そこで、以下、平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との連結の仕方等について、更に詳しく説明をする。
 インク吐出部102のキャリッジ202によって平坦化ローラも保持する場合、例えばキャリッジ202の傾きを変化させる調整を行うと、鉛直方向における平坦化ローラの高さにも直接的に変化が生じることになる。この場合、キャリッジ202の傾きについては、キャリッジ202の造形台14(図1参照)と対向する面の水平方向に対する傾きと考えることができる。水平方向に対する傾きについては、水平面に対する傾きと考えることもできる。また、平坦化ローラの高さについては、平坦化ローラによって平坦化が行われる高さ(鉛直方向における位置)と考えることができる。これに対し、本例のように、キャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設する場合、キャリッジ202の傾きの調整による、平坦化ローラユニット104の平坦化ローラ402の高さへの直接的な影響を生じにくくすることができる。また、平坦化ローラ402の高さの調整を行う場合も、平坦化ローラ402の高さの調整による、キャリッジ202の傾きへの直接的な影響を生じにくくすることができる。
 また、この点に関し、上記のように、本例の平坦化ローラユニット104は、磁石の吸着力でインク吐出部102のキャリッジ202とつながることで、キャリッジ202と連結される。そして、この場合、例えばねじ止め等で強固に平坦化ローラユニット104とキャリッジ202との位置関係を固定する場合と比べて、キャリッジ202の傾きと、平坦化ローラ402の高さとについて、一方の変化による他方への影響が生じにくくなる。また、このようなキャリッジ202と平坦化ローラユニット104との連結の仕方については、ガイドレール302に沿ってキャリッジ202を移動させた場合にキャリッジ202と共に平坦化ローラユニット104が移動し、かつ、キャリッジ202及び平坦化ローラユニット104のうちの一方を動かさずに他方の傾き又は高さ等の微調整を行い得る状態で両者を連結することと考えることもできる。
 また、上記のように、本例の平坦化ローラユニット104は、インク吐出部102のキャリッジ202とは独立に、自身でガイドレール302に支持されている。また、平坦化ローラユニット104は、磁石の吸着力によって、キャリッジ202と連結されている。そして、磁石の吸着力による連結については、ねじ止めによる固定等と比べて緩い接合と考えることができる。そのため、キャリッジ202の傾きの調整を行う程度であれば、平坦化ローラユニット104の平坦化ローラ402の高さへの影響を適切に抑えつつ、キャリッジ202に対する調整を適切に行うことができる。また、反対に、キャリッジ202の傾き等への影響を抑えつつ、平坦化ローラユニット104の位置を変化させて、平坦化ローラ402の高さの調整等を行うことも可能である。そのため、本例によれば、キャリッジ202の傾きの調整や平坦化ローラ402の高さの調整等を、互いに独立に、より適切に行うことができる。また、これにより、これらの調整を、高い精度で容易かつ適切に行うことが可能になる。
 また、本例の平坦化ローラユニット104は、磁石の吸着力によってキャリッジ202と連結されることで、水平方向に対するキャリッジ202の傾きを変化させずに鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を調整できるように、キャリッジ202と連結される。この場合、水平方向に対するキャリッジ202の傾きを変化させずに鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を調整できることについては、平坦化ローラ402の位置の調整量が所定の範囲内である場合にキャリッジ202の傾きを変化させないことと考えることができる。また、キャリッジ202の傾きを変化させないことについては、、造形時の求められる造形の精度に応じて、キャリッジ202の傾きを実質的に変化させないことと考えることができる。キャリッジ202の傾きを実質的に変化させないことについては、キャリッジ202の傾きの再調整を行わなくても造形が可能であることと考えることができる。このように構成すれば、キャリッジ202の傾きに影響を与えることなく、平坦化ローラ402の高さの調整を適切に行うことができる。また、これにより、平坦化ローラ402の高さについて、高い自由度でより適切に調整を行うことができる。
 また、この場合、平坦化ローラ402の位置の調整は、平坦化ローラユニット104の全体の位置の調整によって実行することが考えられる。平坦化ローラユニット104の全体の位置の調整については、キャリッジ202に対する平坦化ローラユニット104の相対位置を変化させる調整と考えることができる。また、平坦化ローラ402の位置の調整(例えば、微調整)については、例えば、モータ406の駆動力によって鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を変化させることで行うことも考えられる。この場合、平坦化ローラユニット104の全体の位置を調整した後に、モータ406の駆動力によって鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を更に調整することが考えられる。このように構成すれば、平坦化ローラ402の高さを高い精度でより適切に調整することができる。
 また、平坦化ローラユニット104は、磁石の吸着力によってキャリッジ202と連結されることで、鉛直方向における平坦化ローラ402の位置を変化させずに水平方向に対するキャリッジ202の傾きを調整できるように、キャリッジ202と連結されていると考えることもできる。この場合、平坦化ローラ402の位置を変化させずに水平方向に対するキャリッジ202の傾きを調整できることについては、キャリッジ202の傾きの調整量が所定の範囲内である場合に平坦化ローラ402の位置を変化させないことと考えることができる。また、平坦化ローラ402の位置を変化させないことについては、造形時の求められる造形の精度に応じて、平坦化ローラ402の位置を実質的に変化させないことと考えることができる。平坦化ローラ402の位置を実質的に変化させないことについては、平坦化ローラ402の位置の再調整を行わなくても造形が可能であることと考えることができる。このように構成すれば、平坦化ローラ402の高さに影響を与えることなく、キャリッジ202の傾きの調整を適切に行うことができる。また、これにより、キャリッジ202の傾きについて、高い自由度でより適切に調整を行うことができる。
 続いて、上記の各構成に関する補足説明を行う。上記の例では、インク吐出部102のキャリッジ202が保持する複数のヘッドユニット204a、bの並べ方について、主に、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べる場合について、説明をした。ヘッド部12の変形例においては、複数のヘッドユニット204a、bの並べ方は、上記と異ならせてもよい。この場合、例えば、キャリッジ202によって、副走査方向における位置をずらして並ぶ複数のヘッドユニット204a、bを保持すること等が考えられる。また、上記の例では、主に、インク吐出部102のキャリッジ202が保持するヘッドユニットの数が2個の場合について、説明をした。ヘッド部12の変形例においては、キャリッジ202が保持するヘッドユニットの個数は、3個以上であってもよい。この場合も、例えばYMCKの各色のインクをいずれかのヘッドユニットから吐出し、他の色のインクを他のヘッドユニットから吐出することで、一つのヘッドユニットから吐出する複数色のインクについて、その消費量の差を適切に低減することができる。
 また、上記のように、本例のヘッド部12において、平坦化ローラユニット104は、インク吐出部102のキャリッジ202の外部に配設される。そして、この場合、上記以外にも、様々な効果を得ることができる。より具体的には、上記のように、主走査動作時において、平坦化ローラユニット104の平坦化ローラ402は、インクの層に接触した状態で、モータ404の駆動力に応じて回転する。そして、この場合、接触による力を受けつつ平坦化ローラ402が回転することで、微少な振動が生じやすくなる。そのため、平坦化ローラ402がヘッドユニット204a、bと共にキャリッジ202に保持されていると、平坦化ローラ402の位置に生じた振動の影響がヘッドユニット204a、bに及びやすくなる。また、その結果、ヘッドユニット204a、bでのインクの吐出の精度に影響を与えることも考えられる。これに対し、本例においては、上記のように、平坦化ローラユニット104をキャリッジ202の外部に配設して、磁石の吸着力によって、キャリッジ202と平坦化ローラユニット104とを連結させている。このように構成すれば、平坦化ローラ402の位置に生じた振動の影響がヘッドユニット204a、bに及ぶことを適切に防ぐことができる。また、これにより、ヘッドユニット204a、bは、高い精度でより適切にインクの吐出を行うことができる。
 また、上記のように、本例の主走査駆動部18の駆動機構304は、そのベルト312が、平坦化ローラユニット104及び光源ユニット106に対して、直接的につながっていない。そして、この場合、平坦化ローラユニット104は、ベルト312と直接につながっていないことで、位置の調整等が行いやすくなっていると考えることもできる。そのため、平坦化ローラユニット104は、ベルト312と直接つながっていないことが特に好ましいと考えることができる。これに対し、光源ユニット106の場合、平坦化ローラユニット104と比べて重量が大きいため、ベルト312に対して固定することも考えられる。このように構成すれば、主走査駆動部18が光源ユニット106をより確実に保持することができる。
 また、上記の例では、主に、主走査方向におけるインク吐出部102の一方側に平坦化ローラユニット104を配設する構成について、説明をした。ヘッド部12の変形例においては、主走査方向におけるインク吐出部102の両側に平坦化ローラユニット104を配設してもよい。このように構成すれば、往復の主走査動作でインクの層を形成する場合に、往路及び復路の両方でインクの層の平坦化を行うことができる。また、本例のように、インク吐出部102のキャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設する場合、平坦化ローラユニット104の取り付けや取り外しをより容易に行うことができる。そのため、造形に求められる品質等に応じて、平坦化ローラユニット104を配設する位置を、インク吐出部102の片側のみにするか両側にするかを切り替えてもよい。
 また、上記の例では、インク吐出部102のキャリッジ202と平坦化ローラユニット104との連結について、主に、磁石の吸着力によってキャリッジ202と平坦化ローラユニット104とを接合する構成を説明をした。ヘッド部12の変形例においては、キャリッジ202と平坦化ローラユニット104との連結を、磁石の吸着力以外の方法で行ってもよい。この場合も、上記の構成と同様に、主走査動作時にキャリッジ202と共に平坦化ローラユニット104が移動し、かつ、キャリッジ202の傾き及び平坦化ローラ402の高さを適切に調整できる構成を用いることが好ましい。
 また、上記の例では、主に、インク吐出部102のインクジェットヘッドとして、ヘッドユニット204a、bを用いる構成について説明をした。しかし、ヘッド部12の変形例においては、インク吐出部102に単色用のインクジェットヘッドを用いてもよい。この場合、インク吐出部102のキャリッジ202は、使用するインクの種類に合わせて、複数個のインクジェットヘッドを保持する。このように構成した場合も、キャリッジ202の外部に平坦化ローラユニット104を配設することに関し、上記と同様の効果を得ることができる。
 また、上記のように、本例の造形装置10は、液体を吐出する液体吐出装置の一例である。そして、この場合、造形装置10が備える構成は、液体吐出装置の構成の一例と考えることもできる。また、上記のように、本例の造形装置10は、そのヘッド部12が、インク吐出部102及び平坦化ローラユニット104等を有する。そして、この場合、平坦化ローラユニット104は、、機能部材の一例と考えることができる。機能部材は、吐出ヘッドと異なる所定の機能を有する部材と考えることができる。また、この場合、液体吐出装置の構成については、インク吐出部102のキャリッジの外部に機能部材が配設され、かつ、主走査動作時にこのキャリッジと共に移動するように、機能部材とキャリッジとが連結されていると考えることもできる。そして、このような特徴に着目して考えた場合、液体吐出装置の構成に関し、インク吐出部102のキャリッジに対し、平坦化ローラユニット104とは異なる機能の機能部材を連結することも考えられる。また、液体吐出装置として、造形装置10とは異なる用途の装置を用いることも考えられる。より具体的には、液体吐出装置としては、媒体に対して印刷を行う印刷装置を用いることも考えられる。また、この場合、図5に示す構成の液体吐出装置を用いることが考えられる。
 図5は、造形装置とは異なる液体吐出装置100について説明をする図である。図5(a)は、液体吐出装置100の構成の一例を示す。図5(b)は、液体吐出装置100のヘッド部12の構成の一例を示す。図5に示す構成については、液体吐出装置の構成の変形例と考えることができる。また、以下に説明をする点を除き、液体吐出装置100は、図1~4を用いて説明をした造形装置10と同一又は同様の特徴を有してよい。例えば、液体吐出装置100は、図示した構成以外に、造形装置10と同一又は同様の構成を更に有してよい。また、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。
 本変形例の液体吐出装置100は、印刷対象の媒体60(メディア)に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷装置(インクジェットプリンタ)であり、ヘッド部12及び主走査駆動部18を備える。また、本変形例のヘッド部12は、印刷用のインクを吐出する構成であり、インク吐出部102及び機能ユニット108を有する。この場合、インクは、液体吐出装置100が吐出する液体の一例と考えることができる。また、インク吐出部102は、図1~4を用いて説明をした造形装置10のインク吐出部102と同様に、キャリッジ及びヘッドユニットを有する。この場合、ヘッドユニットは、吐出ヘッドの一例と考えることができる。インク吐出部102が有するヘッドユニットの個数は、複数であってもよく、1個であってもよい。インク吐出部102のキャリッジは、吐出ヘッドを保持するキャリッジと考えることができる。また、本変形例における機能ユニット108は、機能部材の一例であり、造形装置10の平坦化ローラユニット104(図1参照)と同一又は同様に、連結部112によって、インク吐出部102のキャリッジと連結される。この場合も、連結部112は、例えば磁石の吸着力によって、インク吐出部102のキャリッジと機能ユニット108とを連結する。また、連結部112は、機能ユニット108又はインク吐出部102のいずれかの一部であってもよく、機能ユニット108及びインク吐出部102とは別の構成であってもよい。また、連結部112は、磁石の吸着力以外で、インク吐出部102のキャリッジと機能ユニット108とを連結してもよい。
 また、本変形例においても、主走査駆動部18は、図1~4を用いて説明をした造形装置10の主走査駆動部18と同一又は同様の構成を有し、ヘッド部12に主走査動作を行わせる。そして、機能ユニット108は、インク吐出部102のキャリッジの外部において、主走査動作時にこのキャリッジと共に移動するように、このキャリッジと連結される。このように構成すれば、インク吐出部102のキャリッジの外部に機能ユニット108を配設しつつ、主走査動作時にキャリッジと共に機能ユニット108を適切に移動させることができる。また、この場合、インク吐出部102のキャリッジの外部に機能ユニット108を配設することで、インク吐出部102のキャリッジの小型化や軽量化を実現することも可能になる。
 また、この場合、インク吐出部102のキャリッジの外部に機能ユニット108を配設することで、機能ユニット108の取り付けや取り外しを行うことも容易になる。また、必要に応じて、様々な機能の機能ユニット108を用いることも容易になる。そのため、本変形例の機能ユニット108としては、様々な部材を用いることが考えられる。機能ユニット108としては、例えば、カメラ、センサ、カッター、ミスト吸引ユニット、ヘッド牽引用の動力ユニット、緩衝装置、又はUV仕切壁等を用いることが考えられる。この場合、これらのうちの少なくとも一つを機能ユニット108として用いることが考えられる。また、液体吐出装置100の構成の更なる変形例においては、複数の機能ユニット108をインク吐出部102のキャリッジに連結することも考えられる。この場合、機能が互いに異なる複数の機能ユニット108を用いてもよい。
 また、これらの機能ユニット108の例に関し、カメラとしては、例えば、媒体60に印刷される画像の画質を確認するためのカメラ(画質確認用カメラ)を用いることが考えられる。また、センサとしては、例えば、ヘッドギャップセンサ、トンボ検知用のセンサ、又はジャムセンサ等を用いることが考えられる。この場合、ヘッドギャップセンサは、ヘッドユニット等の吐出ヘッドとインクの着弾位置との間の距離を検知するセンサと考えることができる。トンボ検知用のセンサは、媒体60に描かれている位置合わせ用のマークであるトンボを検知するためのセンサと考えることができる。ジャムセンサは、媒体60の搬送時に生じるジャムを検知するためのセンサと考えることができる。ジャムセンサとしては、例えば機械式のセンサや光電式のセンサ等を好適に用いることができる。
 また、カッターについては、例えば、媒体60の少なくとも一部を切るための切断手段等を考えることができる。カッターとしては、例えばVカット用のカッターのような、可動域の小さいカッターを好適に用いることができる。このように構成すれば、機能ユニット108として用いるカッターをインク吐出部102のキャリッジの外部に配設する場合にも、カッターの機能をより適切に発揮させることができる。このような可動域の小さいカッターは、カッティングプロッタ用のカッターのように切断方向が360度変更できるものではなく、造形物50を搬送(フィード)しつつヘッド部12を主走査方向へ移動させることで小さな角度(例えば、15度程度)を付けた切断面を得るカッターと考えることができる。
 また、ミスト吸引ユニットについては、例えば、インク吐出部102によるインクの吐出によって生じるインクのミストを吸引する構成等と考えることができる。ヘッド牽引用の動力ユニットについては、例えば、主走査方向へインク吐出部102を移動させるための動力を発生する構成等と考えることができる。ヘッド牽引用の動力ユニットについては、例えば、図1~4を用いて上記の例で説明をした構成とは異なる構成の主走査駆動部18を用いる場合に、主走査駆動部18の駆動機構の少なくとも一部として機能する部材等と考えることができる。また、この場合、ヘッド牽引用の動力ユニットとしての機能ユニット108は、主走査駆動部18の一部を兼ねると考えることもできる。また、このようなヘッド牽引用の動力ユニットは、インク吐出部102を移動させるための駆動力専用のユニットと考えることもできる。
 また、緩衝装置については、例えば、主走査動作時におけるヘッド部12の加減速時に生じる衝撃を緩衝する装置等と考えることができる。、例えば、オンキャリッジのカートリッジ(インクカートリッジ)や樹脂製の構造部材等のような、主走査方向への加速度への耐久性が低い構成を用いる場合において、インク吐出部102のキャリッジに緩衝装置としての機能ユニット108を連結することで、加速度の影響を低減することが考えられる。また、この場合、緩衝装置として、例えば、ダンパ機能を有するユニット等を用いることが考えられる。また、UV仕切壁については、例えば、インクとして紫外線硬化型インクを用いる場合に迷光対策で用いる部材等と考えることができる。UV仕切壁としては、例えば、インク吐出部102の下面に対してZ方向へ突出させた壁状部材等を好適に用いることができる。この場合、Z方向については、媒体60の被印刷面と直交する方向と考えることができる。また、インクとして紫外線硬化型インクを用いる場合、ヘッド部12は、UV仕切壁として用いる機能ユニット108及びインク吐出部102の他に、紫外線光源を更に有する。そして、この場合、UV仕切壁は、インク吐出部102の吐出ヘッドと紫外線光源との間の距離を隔てるように配設することが考えられる。また、UV仕切壁としては、例えば、下面を黒色処理した部材等を好適に用いることができる。
 また、これらのような機能ユニット108を用いる場合にも、インク吐出部102のキャリッジの外部に機能ユニット108を配設し、連結部112によってこのキャリッジに機能ユニット108を連結させることで、インク吐出部102におけるキャリッジの傾きの調整等への影響を抑えつつ、機能ユニット108の位置の調整等を容易かつ適切に行うことができる。そして、このような調整の容易さ等は、インク吐出部102の吐出ヘッドによってインクを吐出している間に使用される機能ユニット108を用いる場合に特に好ましい特徴と考えることができる。また、このような機能ユニット108は、液体吐出装置100による液体の吐出時にインク吐出部102の吐出ヘッドと同時に使用される構成等と考えることができる。また、このような機能ユニット108は、液体吐出装置100で製造する成果物の作成に直接用いる部材等と考えることもできる。成果物の作成に直接用いる部材とは、成果物を作成するために行う主走査動作の中で作成中の成果物の状態を変化させる動作を行う部材等と考えることができる。
 また、主走査駆動部18の構成との関係において、機能ユニット108は、例えば、図4に示す平坦化ローラユニット104と同一又は同様の特徴を有してよい。より具体的には、図4に示すように、ガイドレール302(図4参照)及びベルト312(図4参照)を有する主走査駆動部18を用いる場合、機能ユニット108は、ベルト312に対して直接つながらずに、主走査方向へ移動可能にガイドレール302に保持されるように配設することが考えられる。このように構成すれば、ガイドレール302によって機能ユニット108を適切に保持しつつ、主走査動作において、インク吐出部102のキャリッジと共に機能ユニット108を適切に移動させることができる。
 また、機能ユニット108の配設の仕方については、機能ユニット108の機能やサイズ等に応じて、図4に示す平坦化ローラユニット104の場合と異ならせてもよい。例えば、造形装置10の平坦化ローラユニット104等と比べて重量の小さな機能ユニット108を用いる場合、ベルト312に対して直接つながらず、かつ、ガイドレール302での保持も行われない状態で、連結部112によってインク吐出部102のキャリッジと機能ユニット108とを連結してもよい。また、重量の大きな機能ユニット108を用いる場合には、主走査駆動部18のベルト312に対して機能ユニット108を固定することも考えられる。このように構成すれば、機能ユニット108の重量が大きい場合にも、主走査動作時に機能ユニット108をより確実に移動させることができる。
 また、上記の例では、平坦化ローラユニット104と異なる機能の機能ユニット108を用いる構成について、主に、媒体60に対して印刷を行う印刷装置としての液体吐出装置100の場合の例を説明した。しかし、平坦化ローラユニット104と異なる機能の機能ユニット108を、印刷装置以外の液体吐出装置100において用いることも考えられる。例えば、平坦化ローラユニット104と異なる機能の機能ユニット108を造形装置10で用いることも考えられる。
 本発明は、造形装置等の液体吐出装置に好適に利用できる。
10・・・造形装置、100・・・液体吐出装置、102・・・インク吐出部、104・・・平坦化ローラユニット、106・・・光源ユニット、108・・・機能ユニット、112・・・連結部、12・・・ヘッド部、14・・・造形台、152・・・光反射領域、154・・・着色領域、16・・・インクタンク、18・・・主走査駆動部、20・・・造形台駆動部、202・・・キャリッジ、204・・・ヘッドユニット、212・・・ノズル列、22・・・制御部、302・・・ガイドレール、304・・・駆動機構、306・・・リニアエンコーダ、312・・・ベルト、314・・・駆動プーリ、316・・・従動プーリ、318・・・モータ、322・・・リニアスケール、324・・・センサ、402・・・平坦化ローラ、404・・・モータ、406・・・モータ、50・・・造形物、52・・・サポート層、60・・・媒体

 

Claims (10)

  1.  造形の材料で形成される層を重ねることで造形物を造形する造形装置であって、
     前記造形の材料を吐出する吐出ヘッドと、
     前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと、
     予め設定された主走査方向へ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吐出ヘッドに行わせる主走査駆動部と、
     前記造形の材料で形成される層を平坦化する平坦化ローラを有する平坦化手段と
    を備え、
     前記主走査駆動部は、
     前記主走査方向への前記キャリッジの移動をガイドするガイド部材と、
     前記ガイド部材に沿って前記キャリッジを移動させる駆動機構と
    を有し、
     前記平坦化手段は、前記キャリッジの外部において、前記主走査方向へ移動可能に前記ガイド部材に保持され、かつ、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結されることを特徴とする造形装置。
  2.  前記駆動機構は、前記主走査方向における前記キャリッジの移動範囲に沿って張り渡される環状のベルト部材を有し、前記ベルト部材を回転移動させることで、前記主走査方向へ前記キャリッジを移動させ、
     前記平坦化手段は、前記ベルト部材に対して直接つながらずに、前記主走査方向へ移動可能に前記ガイド部材に保持され、かつ、前記キャリッジと連結されることで、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動することを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
  3.  前記平坦化手段は、水平方向に対する前記キャリッジの傾きを変化させずに鉛直方向における前記平坦化ローラの位置を調整できるように、前記キャリッジと連結されることを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
  4.  前記平坦化手段は、鉛直方向における前記平坦化ローラの位置を変化させずに水平方向に対する前記キャリッジの傾きを調整できるように、前記キャリッジと連結されることを特徴とする請求項3に記載の造形装置。
  5.  前記平坦化手段は、磁石の吸着力で前記キャリッジとつながることで、前記キャリッジと連結されることを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
  6.  前記平坦化手段は、
     前記平坦化ローラを回転させる駆動力を発生する回転用モータと、
     鉛直方向へ前記平坦化ローラを移動させる駆動力を発生するローラ移動用モータと
    を更に有することを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
  7.  前記平坦化手段は、前記キャリッジに対する前記主走査方向の一方の側のみに配設されることを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
  8.  造形の材料で形成される層を重ねることで造形物を造形する造形方法であって、
     前記造形の材料を吐出する吐出ヘッドと、
     前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと、
     前記造形の材料で形成される層を平坦化する平坦化ローラを有する平坦化手段と
    を用い、
     主走査駆動部により、予め設定された主走査方向へ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吐出ヘッドに行わせ、
     前記主走査駆動部は、
     前記主走査方向への前記キャリッジの移動をガイドするガイド部材と、
     前記ガイド部材に沿って前記キャリッジを移動させる駆動機構と
    を有し、
     前記平坦化手段について、前記キャリッジの外部において、前記主走査方向へ移動可能に前記ガイド部材に保持させ、かつ、
    前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結することを特徴とする造形方法。
  9.  液体を吐出する液体吐出装置であって、
     前記液体を吐出する吐出ヘッドと、
     前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと、
     予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記液体を吐出する主走査動作を前記吐出ヘッドに行わせる主走査駆動部と、
     前記吐出ヘッドと異なる所定の機能を有する部材である機能部材と
    を備え、
     前記機能部材は、前記キャリッジの外部において、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結されることを特徴とする液体吐出装置。
  10.  液体を吐出する液体吐出方法であって、
     前記液体を吐出する吐出ヘッドと、
     前記吐出ヘッドを保持するキャリッジと
     前記吐出ヘッドと異なる所定の機能を有する部材である機能部材と
    を用い、
     主走査駆動部により、予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記液体を吐出する主走査動作を前記吐出ヘッドに行わせ、
     前記機能部材について、前記キャリッジの外部において、前記主走査動作において前記キャリッジと共に移動するように、前記キャリッジと連結することを特徴とする液体吐出方法。

     
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