特開 2023-62839 インクジェット装置、積層データを処理する処理装置、および画像形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023062839

(43)【公開日】2023-05-09

(54)【発明の名称】インクジェット装置、積層データを処理する処理装置、および画像形成方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/112 20170101AFI20230427BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20230427BHJP

   B29C 64/386 20170101ALI20230427BHJP

   B29C 64/236 20170101ALI20230427BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20230427BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20230427BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20230427BHJP

【ＦＩ】

B29C64/112

B29C64/209

B29C64/386

B29C64/236

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021172970

(22)【出願日】2021-10-22

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】畑中 伸一

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AA44

4F213AR07

4F213AR12

4F213AR14

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL12

4F213WL15

4F213WL32

4F213WL74

4F213WL94

(57)【要約】

【課題】立体物の段差を軽減すること。
【解決手段】本発明の一態様に係るインクジェット装置は、樹脂層を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置であって、液滴を吐出するヘッドと、前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させる移動機構と、前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層を形成させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂層を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置であって、
液滴を吐出するヘッドと、
前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させる移動機構と、
前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層を形成させる制御部と、を有し、
前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させるインクジェット装置。

【請求項2】

前記接続領域における前記樹脂層を形成する前記液滴は、前記接続領域以外の領域における前記樹脂層を形成する前記液滴よりも体積が小さい前記液滴を含む請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項3】

前記接続領域における前記樹脂層を形成する前記液滴は、前記接続領域以外の領域における前記樹脂層を形成する前記液滴よりも、体積が大きい前記液滴を含む請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項4】

樹脂層を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置であって、
液滴を吐出するヘッドと、
前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させる移動機構と、
前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層を形成させる制御部と、を有し、
前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、液滴の積層方向における前記低い領域の最上層と同じ層を、前記接続領域以外の領域の樹脂層を形成する前記液滴よりも体積が小さい液滴により形成させるインクジェット装置。

【請求項5】

前記ヘッドは、３種類以上の体積の前記液滴を前記支持体上に配置する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット装置。

【請求項6】

前記インクジェット装置は、所定の積層データに基づいて前記樹脂層を形成し、
前記制御部は、前記積層データを補正することにより、前記接続領域における前記樹脂層を形成する前記液滴の体積と、前記接続領域以外の領域における前記樹脂層を形成する前記液滴の体積と、を異ならせる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット装置。

【請求項7】

液滴を吐出するヘッドと、
樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させる移動機構と、
所定の積層データに基づいて、前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層を形成させる制御部と、を有し、
前記樹脂層を高さ方向に積層することによって立体物を造形するインクジェット装置において使用される前記積層データを処理する積層データの処理装置であって、
前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させる前記積層データを出力する出力部を有する積層データの処理装置。

【請求項8】

樹脂層を含む樹脂層画像を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置によって、前記樹脂層画像を形成する画像形成方法であって、
ヘッドにより、液滴を吐出し、
移動機構により、前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させ、
制御部により、前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層画像を形成させ、
前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層画像のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させる画像形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット装置、積層データを処理する処理装置、および画像形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ヘッドから吐出された液滴により形成した樹脂層を、高さ方向に積層することによって立体物を造形するインクジェット装置が知られている。

【0003】

上記インクジェット装置では、立体物の斜面における階段状の段差を軽減するために、段差よりも小さな形状を追加造形する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１の技術では、立体物の段差が目立つ場合がある。

【0005】

本発明は、立体物の段差を軽減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るインクジェット装置は、樹脂層を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置であって、液滴を吐出するヘッドと、前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させる移動機構と、前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層を形成させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、立体物の段差を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るインクジェット装置の全体構成を例示する図である。

【図2】実施形態に係るヘッドユニットの構成を例示する図である。

【図3】実施形態に係る制御部の機能構成を例示するブロック図である。

【図4】実施形態に係る制御部による処理を例示するフローチャートである。

【図5】比較例に係る接続領域の第１例を示す図である。

【図6】比較例に係る接続領域の第２例を示す図である。

【図7】比較例に係る接続領域の第３例を示す図である。

【図8】実施形態に係る接続領域を例示する図である。

【図9】実施形態に係る体積が異なるインク滴の組合せを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

【0010】

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのインクジェット装置、積層データの処理装置および画像形成方法を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

【0011】

＜インクジェット装置１０の構成例＞
図１および図２を参照して、インクジェット装置１０の構成について説明する。 図１は、インクジェット装置１０の構成を例示する図である。図２は、ヘッドユニット１４の構成を例示する図である。

【0012】

図１に示すように、インクジェット装置１０は、制御部１２と、造形部３０と、を有する。制御部１２と造形部３０とは、通信可能に接続されている。

【0013】

造形部３０は、ヘッドユニット１４と、移動ステージ１６と、駆動部２６と、を有する。ヘッドユニット１４は、複数のヘッド１８を有する。ヘッド１８は、移動ステージ１６に向き合うように、ヘッドユニット１４に設けられている。造形部３０は、ヘッドユニット１４における複数のヘッド１８のそれぞれから吐出された液滴としてのインク滴を支持体Ｐ上に層状に配置することにより、樹脂層を形成する。

【0014】

樹脂層は、インク滴を支持体Ｐ上に二次元配置することにより形成される層である。換言すると、樹脂層は、複数の画素を含んで構成され、複数の画素ごとにインク滴が配置されることによって形成される層状の画像である。インク滴は、樹脂層を形成するために用いる色材を含むインクの液滴である。

【0015】

支持体Ｐは、その上に樹脂層が形成される造形途中の立体物である。インクジェット装置１０は、支持体Ｐ上にインク滴による樹脂層を積層する。支持体Ｐは、積層される樹脂層を支持できる。予め定められた全ての樹脂層が積層されると、支持体Ｐは、完成品としての立体物となる。なお、支持体Ｐは、平面状であってもよいし、凹凸等を備えた立体状であってもよい。

【0016】

インク滴は、刺激硬化性を有する。刺激は、例えば、紫外線または赤外線等の光、熱、あるいは電気等である。本実施形態では、インク滴は、一例として紫外線硬化性を有する場合を説明するが、インク滴は、紫外線硬化性を有するものに限定されるものではない。

【0017】

ヘッドユニット１４は、移動ステージ１６に向き合うように設けられた照射部２０を有する。照射部２０は、ヘッド１８から吐出されたインク滴を硬化させる波長の光を支持体Ｐに照射する。本実施形態では、照射部２０は、紫外線を照射する。

【0018】

移動ステージ１６は、ヘッド１８と樹脂層を支持する支持体Ｐとを相対移動させる移動機構の一例である。移動ステージ１６は、支持体Ｐを保持する。駆動部２６は、ヘッドユニット１４および移動ステージ１６を、主走査方向Ｘ、副走査方向Ｙおよび高さ方向Ｚのそれぞれに沿って相対移動させる。主走査方向Ｘと副走査方向Ｙとは略直交し、高さ方向Ｚは、鉛直方向に沿っており、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙのそれぞれに略直交する。本実施形態では、移動ステージ１６におけるヘッドユニット１４に向き合う面は、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに沿っている。

【0019】

駆動部２６は、第１駆動部２２および第２駆動部２４を含む。第１駆動部２２は、ヘッドユニット１４を、主走査方向Ｘ、副走査方向Ｙおよび高さ方向Ｚに沿って移動させる。第２駆動部２４は、移動ステージ１６を、主走査方向Ｘ、副走査方向Ｙおよび高さ方向Ｚに移動させる。なお、造形部３０は、第１駆動部２２および第２駆動部２４の何れか一方を有する構成であってもよい。

【0020】

図２に示すように、ヘッドユニット１４は、所定方向に配列するヘッド１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗおよび１８Ｔを有する。ヘッド１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗおよび１８Ｔは、吐出するインク滴を除き、同じ構成を有するため、本実施形態では、これらを特に区別しない場合には、ヘッド１８と総称する。

【0021】

本実施形態では、ヘッド１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗおよび１８Ｔは、所定方向に配列している。ヘッド１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗおよび１８Ｔは、それぞれ１以上のノズルを有し、１以上のノズルのそれぞれを通してインク滴３２を吐出する。詳細には、ヘッド１８Ｋは、ブラックのインク滴３２Ｋを吐出する。ヘッド１８Ｃは、シアンのインク滴３２Ｃを吐出する。ヘッド１８Ｍは、マゼンタのインク滴３２Ｍを吐出する。ヘッド１８Ｙは、イエローのインク滴３２Ｙを吐出する。ヘッド１８Ｗは、白色のインク滴３２Ｗを吐出する。ヘッド１８Ｔは、透明なインク滴３２Ｔを吐出する。本実施形態では、インク滴３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｗおよび３２Ｔを特に区別しない場合には、インク滴３２と総称する。

【0022】

また本実施形態では、ヘッド１８のそれぞれは、体積が異なるインク滴を支持体Ｐ上に配置できる。体積が異なるインク滴３２は、体積が大きい大滴３２ａ、体積が小さい小滴３２ｂ、および体積が大滴３２ａと小滴３２ｂとの間である中滴３２ｃを含む。つまり、本実施形態では、ヘッド１８は、３種類以上の体積のインク滴３２を支持体Ｐ上に配置する。

【0023】

例えば、ヘッド１８のそれぞれは、小滴３２ｂを吐出することにより小滴３２ｂを支持体Ｐ上に配置できる。またヘッド１８のそれぞれは、２滴の小滴３２ｂを連続吐出し、この２滴の小滴３２ｂが支持体Ｐ上に配置されるまでの間に結合した中滴３２ｃを支持体Ｐ上に配置できる。さらに、ヘッド１８のそれぞれは、３滴の小滴３２ｂを連続吐出し、この３滴の小滴３２ｂが支持体Ｐ上に配置されるまでの間に結合した大滴３２ａを支持体Ｐ上に配置できる。

【0024】

なお、ヘッドユニット１４から吐出されるインク滴３２の色は、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローに限定されない。また、ヘッドユニット１４から吐出されるインク滴３２の組成は、同じ組成に限定されない。

【0025】

本実施形態では、インクジェット装置１０は、ヘッド１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗおよび１８Ｔの配列方向の両端部に照射部２０を有する。照射部２０は、ヘッドユニット１４から吐出されたインク滴３２に紫外線を照射することにより、インク滴３２を硬化させる。照射部２０は、ヘッド１８の近傍に配置することが好ましい。照射部２０をヘッド１８の近傍に配置することにより、ヘッド１８のそれぞれから吐出されたインク滴３２が支持体Ｐに配置されてから硬化するまでの硬化時間を短縮できる。このため、より高精細な画像を形成することができる。なお、照射部２０の数や照射部２０の設置位置は、図２に示すものに限定されない。

【0026】

造形部３０は、移動ステージ１６に保持された支持体Ｐと、ヘッドユニット１４と、を主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに沿って相対移動させながら、ヘッド１８から吐出したインク滴３２を支持体Ｐ上に配置することにより樹脂層１７を形成する。また造形部３０は、支持体Ｐとヘッドユニット１４とを高さ方向Ｚに沿って相対移動させながら樹脂層１７を支持体Ｐ上に積層することにより、立体物を造形する。

【0027】

＜制御部１２の機能構成例＞
図３は、制御部１２の機能構成を例示するブロック図である。図３に示すように、制御部１２は、入力部１２１と、処理部１２２と、造形制御部１２３と、記憶部１２４と、を有する。

【0028】

制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されるコンピュータであり、インクジェット装置１０全体の動作を制御する。なお、制御部１２は、汎用のＣＰＵ以外を含んで構成されてもよい。例えば、制御部１２は、回路等を含んで構成されてもよい。また制御部１２は、モニタ、マウス、キーボード等であり、ユーザインターフェースを提供する操作部を含むこともできる。

【0029】

制御部１２は、入力部１２１、処理部１２２および造形制御部１２３の一部または全部の機能を、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサにプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。また造形部３０等の制御部以外の構成部、あるいはインクジェット装置１０以外の外部装置が、入力部１２１、処理部１２２および造形制御部１２３の一部または全部の機能を有してもよい。

【0030】

入力部１２１は、積層される複数の樹脂層１７のそれぞれを形成する元となる積層データＩｍを入力する。なお、入力部１２１は、通信部を介して外部装置から積層データＩｍを入力してもよいし、制御部１２に設けられた記憶部１２４から積層データＩｍを入力してもよい。

【0031】

処理部１２２は、インクジェット装置１０において使用される積層データＩｍを処理する積層データＩｍの処理装置の一例である。処理部１２２は、接続領域検出部１２５と、補正部１２６と、出力部１２７と、を有する。

【0032】

接続領域検出部１２５は、立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域を検出する。本実施形態では、接続領域検出部１２５は、入力部１２１により入力された積層データＩｍから接続領域を検出する。

【0033】

段差は、造形される立体物の外周面に生じるため、接続領域は主に、立体物を造形するための複数の積層データＩｍのうち、樹脂層１７の１層分の積層データＩｍにおける端部である輪郭部に対応する。そのため、本実施形態では、接続領域検出部１２５は、樹脂層１７の１層分の積層データＩｍにおける輪郭部を接続領域として検出する。接続領域検出部１２５は、１層分の積層データＩｍを画像処理すること等によってこのような輪郭部を検出できる。

【0034】

補正部１２６は、接続領域検出部１２５による検出結果に基づき、積層データＩｍを補正する。詳細には、補正部１２６は、接続領域検出部１２５による検出結果に基づき、樹脂層１７に含まれる画素ごとに配置するインク滴３２の体積を決定し、画素に対応付けてインク滴３２の体積情報を積層データＩｍに付与することにより、積層データＩｍを補正する。

【0035】

本実施形態では、補正部１２６は、接続領域における２以上の樹脂層１７の形成に用いられる複数のインク滴３２が相互に異なるように、ヘッド１８から吐出するインク滴３２の体積を決定する。また本実施形態では、補正部１２６は、接続領域における樹脂層１７を形成するインク滴３２が、接続領域以外の領域における樹脂層１７を形成するインク滴３２よりも体積が小さいインク滴を含むように、ヘッド１８から吐出するインク滴３２の体積を決定する。

【0036】

補正部１２６は、決定したインク滴３２の体積情報を、立体物を造形する全ての樹脂層１７に含まれる画素に対応付けて積層データＩｍに付与することにより、積層データＩｍを補正する。例えば、補正部１２６は、積層データＩｍの画素ごとに予め定められたインク滴３２の体積情報に対して、決定したインク滴３２の体積情報を追加することにより、積層データＩｍを補正できる。あるいは補正部１２６は、積層データＩｍの画素ごとに予め定められたインク滴３２の体積情報を、決定したインク滴３２の体積情報に置き換えることにより、積層データＩｍを補正してもよい。

【0037】

出力部１２７は、積層データＩｍを出力する。本実施形態では、出力部１２７は、積層データＩｍを、造形制御部１２３を介して造形部３０に出力する。但し、これに限定されるものではなく、出力部１２７は、記憶装置や表示装置、コンピュータ等に積層データＩｍを出力してもよい。

【0038】

造形制御部１２３は、積層データＩｍに基づいて、ヘッド１８から各画素に対応するインク滴３２を吐出するように、ヘッドユニット１４、駆動部２６および照射部２０を制御する。

【0039】

記憶部１２４は、処理対象のデータやプログラムを記憶する機能を有する。

【0040】

＜制御部１２による処理例＞
図４は、制御部１２による処理の一例を示すフローチャートである。制御部１２は、インクジェット装置１０のユーザから操作部を介して造形開始指示を受け付けること等により、図４の動作を開始する。

【0041】

まず、ステップＳ４１において、制御部１２は、入力部１２１により、積層データＩｍを入力する。

【0042】

続いて、ステップＳ４２において、制御部１２は、接続領域検出部１２５により、入力部１２１を介して入力された積層データＩｍから接続領域を検出する。

【0043】

続いて、ステップＳ４３において、制御部１２は、補正部１２６により、接続領域検出部１２５による検出結果に基づいて、積層データＩｍを補正する。

【0044】

続いて、ステップＳ４４において、制御部１２は、出力部１２７により、積層データＩｍを造形制御部１２３に出力する。

【0045】

続いて、ステップＳ４５において、制御部１２は、造形制御部１２３により、積層データＩｍに基づいて、ヘッド１８から各画素に対応するインク滴３２を吐出するようにヘッドユニット１４、駆動部２６および照射部２０を制御する。

【0046】

続いて、ステップＳ４６において、制御部１２は、造形を終了するか否かを判定する。例えば制御部１２は、積層データＩｍに基づき全ての樹脂層の積層および硬化を完了したか否か、あるいは操作部を介したユーザによる終了指示に応じて、造形を終了するか否かを判定できる。

【0047】

このようにして、制御部１２は、インクジェット装置１０に立体物を造形させることができる。

【0048】

＜インクジェット装置１０の作用＞
次に、図５から図９を参照して、インクジェット装置１０の作用について説明する。図５から図７は、比較例に係るインクジェット装置による接続領域を示す図であり、図５は第１例、図６は第２例、図７は第３例である。図８は、実施形態に係る接続領域を例示する図である。図９は、実施形態に係る体積が異なるインク滴の組合せを例示する図である。

【0049】

図５から図８は、比較例に係る立体物の外周面の一部を拡大表示した模式図である。図５は立体物２００Ｘ１、図６は立体物２００Ｘ２、図７は立体物２００Ｘ３の外周面２０１Ｘの一部を示している。

【0050】

図５から図８において、第１樹脂層１７１Ｘおよび第２樹脂層１７２Ｘのそれぞれは、インク滴３２Ｘを並べて配置することにより形成された樹脂層である。第１樹脂層１７１Ｘの上に第２樹脂層１７２Ｘが積層されている。第２樹脂層１７２Ｘの端部である輪郭部には段差が生じている。第１樹脂層１７１Ｘの上面は、高さが低い領域２０２Ｘであり、第２樹脂層１７２Ｘの上面は、高さ高い領域２０３Ｘである。接続領域は、段差における、高さが高い領域２０３Ｘと高さが低い領域２０２Ｘとを接続する領域である。

【0051】

図５に示す立体物２００Ｘ１は、接続領域２０４Ｘ１を含む。図６に示す立体物２００Ｘ２は、接続領域２０４Ｘ２を含む。図７に示す立体物２００Ｘ３は、接続領域２０４Ｘ３を含む。

【0052】

図６に示す接続領域２０４Ｘ２では、インク滴３２Ｘよりも体積が小さいインク滴３２Ｘｂが１つ配置され、図７に示す接続領域２０２Ｘ３では、インク滴３２Ｘｂが２つ配置されている。インク滴３２Ｘｂが配置されることにより、接続領域２０４Ｘ２および２０４Ｘ３のそれぞれにおける段差の高さは、接続領域２０４Ｘ１における段差の高さよりも低くなっている。段差が低くなることにより、立体物２００Ｘ２および２００Ｘ３では、立体物２００Ｘ１と比較して、外周面の段差が目立たなくなる。

【0053】

しかしながら、立体物２００Ｘ２および２００Ｘ３においても、インク滴３２Ｘとインク滴３２Ｘｂの体積の差、およびインク滴３２Ｘｂの体積に応じた段差は生じるため、外周面の段差が目立つ懸念がある。特に、緩やかな斜面である緩斜面では、外周面の段差が特に目立つ。

【0054】

一方、図８は、実施形態に係る立体物２００の外周面の一部を拡大表示した模式図である。図８において、第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２のそれぞれは、インク滴３２を並べて配置することにより形成された樹脂層である。第１樹脂層１７１の上に第２樹脂層１７２が積層されている。ここで、第１樹脂層１７１は、ヘッドユニット１４が主走査方向Ｘへ一回移動する際にすべて形成してもよいし、複数回の移動で分割して形成してもよい。第２樹脂層１７２についても同様である。また、所定領域の第１樹脂層１７１と所定領域以外の他の領域の第２樹脂層１７２とをヘッドユニット１４の同一の主走査方向Ｘへの移動の際に形成してもよい。

【0055】

第２樹脂層１７２の端部である輪郭部には、第２樹脂層１７２と第２樹脂層１７２よりも高さの低い第１樹脂層１７１とを接続する接続領域２０４を有する。接続領域２０４は、第１樹脂層１７１よりも高さが高く、第２樹脂層１７２よりも高さが低い。図８では低い領域２０２は第１樹脂層１７１の１層のみ、第２樹脂層１７２第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２の２層で形成される例を示しているが層の数はこれに限らない。例えば高い領域２０３を合計３層、低い領域２０２を合計２層で形成してもよい。以下の説明においては、高い領域２０３および低い領域２０２をともに複数層で形成する場合、低い領域２０２を形成する複数層のうち最上の樹脂層（すなわち図８で最も上方に位置する樹脂層）を第１樹脂層１７１、高い領域２０３を形成する複数層のうち最上の樹脂層（すなわち図８で最も上方に位置する樹脂層）を第２樹脂層１７２とそれぞれ定義する。

【0056】

本実施形態では、インクジェット装置１０は、立体物２００における高さが高い領域２０３と高さが低い領域２０２とを接続する接続領域２０４において、液滴の積層方向における第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２と同じ層を、体積が異なる大滴３２ａ、小滴３２ｂおよび中滴３２ｃにより形成する。例えば、図８においては、接続領域２０４において第２樹脂層１７２と同じ層である２層目の層を、図中左から順に中滴３２ｃ、中滴３２ｃ、小滴３２ｂで形成し、接続領域２０４において第１樹脂層１７１と同じ層である１層目の層を、図中左から順に大滴３２ａ、中滴３２ｃ、中滴３２ｃにより形成する。インクジェット装置１０は、接続領域２０４以外の領域における第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２については、大滴３２ａにより形成する。

【0057】

例えば、高さ方向Ｚに沿って積み上げる２つのインク滴の組合わせを、大滴３２ａと大滴３２ａ、大滴３２ａと中滴３２ｃ、大滴３２ａと小滴３２ｂ、中滴３２ｃと中滴３２ｃ、中滴３２ｃと小滴３２ｂ、および小滴３２ｂと小滴３２ｂの６通りにすることにより、接続領域２０４を６通りの高さを含んで形成できる。図８に示す例では、接続領域２０４は、大滴３２ａと大滴３２ａ、大滴３２ａと中滴３２ｃ、中滴３２ｃと中滴３２ｃおよび中滴３２ｃと小滴３２ｂの４種類の高さを含んで形成されている。

【0058】

高さが徐々に異なるように複数の高さを含んで接続領域２０４を形成すると、段差が低くなることによって軽減される。体積の異なるインク滴３２の組合せの数が多くなるほど、段差が低くなり軽減される。

【0059】

特に緩斜面ほど、段差が目立たなくなる効果が顕著に得られる。例えば、インクジェット装置１０が、大滴３２ａの高さが２１ミクロンである６００ｄｐｉの解像度を有する場合には、大滴３２ａと大滴３２ａ、中滴３２ｃと中滴３２ｃ、大滴３２ａのみ、中滴３２ｃのみおよび小滴３２ｂのみの５通りの高さを含んで接続領域２０４を形成でき、略１５度の緩斜面を、段差を目立たせずに造形可能になる。

【0060】

図９は、体積が異なるインク滴の組合せを例示する図である。図９は、大滴３２ａ、中滴３２ｃおよび小滴３２ｂの３種類を組み合わせた１２通りの高さを示している。

【0061】

ここで、第１樹脂層１７１側を大滴３２ａ、第２樹脂層１７２側を中滴３２ｃとする場合と、第２樹脂層１７２側を大滴３２ａ、第１樹脂層１７１側を中滴３２ｃとする場合とでは、インク滴３２の組合せ自体は同じである。しかしながら、高さ方向Ｚに沿った配置順が異なるため、紫外線を照射した場合におけるインク滴３２の収縮作用が異なる結果、高さを異ならせることができる。大滴３２ａと小滴３２ｂの組合せ、および中滴３２ｃと小滴３２ｂの組合せにおいても同様である。

【0062】

また、本実施形態では、インクジェット装置１０は、立体物２００における高さが高い領域２０３と高さが低い領域２０２とを接続する接続領域２０４において、液滴の積層方向における第１樹脂層１７１と同じ層（すなわち低い領域２０２の最上層と同じ層）を、接続領域２０４以外の領域の樹脂層１７を形成する大滴３２ａよりも体積が小さい中滴３２ｃにより形成する。これにより、図６に示した第２例や図7に示した第３例と比較して、接続領域２０４を滑らかな緩斜面とすることができ、段差を目立たせずに立体物２００を造形可能となる。

【0063】

また、上記に加えて、接続領域２０４において、液滴の積層方向における第２樹脂層１７２と同じ層を、接続領域２０４以外の領域における樹脂層１７を形成する大滴３２ａよりも体積が小さい小滴３２ｂおよび中滴３２ｃにより形成するとより好ましい。これにより、図６に示した第２例や図7に示した第３例と比較して、接続領域２０４をより滑らかな緩斜面とすることができ、段差をより目立たせずに立体物２００を造形可能となる。

【0064】

＜インクジェット装置１０の効果＞
以上説明したように、インクジェット装置１０は、樹脂層１７を高さ方向Ｚに沿って積層することにより立体物２００を造形するものである。インクジェット装置１０は、インク滴３２（液滴）を吐出するヘッド１８と、樹脂層１７を支持する支持体Ｐとヘッド１８とを相対移動させる移動ステージ１６（移動機構）と、を有する。またインクジェット装置１０は、ヘッド１８による吐出と、移動ステージ１６による相対移動と、を少なくとも制御することにより、ヘッド１８から吐出されたインク滴３２により支持体Ｐ上に樹脂層１７を形成させる制御部１２を有する。

【0065】

制御部１２は、立体物２００における高さが高い領域２０３と高さが低い領域２０２とを接続する接続領域２０４において、第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２のそれぞれを、大滴３２ａ、小滴３２ｂおよび中滴３２ｃ（体積が異なる複数の液滴）により形成させる。

【0066】

換言すると、制御部１２は、立体物２００における高さが高い領域２０３と高さが低い領域２０２とを接続する接続領域２０４において、接続領域２０４以外の領域における樹脂層１７を形成する大滴３２ａよりも体積が小さい小滴３２ｂおよび中滴３２ｃにより、低い領域２０２における最上の樹脂層である第１樹脂層１７１を形成させる。

【0067】

高さ方向Ｚに沿って積み上げる、体積が異なる２つのインク滴３２の組合わせを異ならせることにより、積み上げた高さを異ならせることができるため、接続領域２０４における段差を低くすることができる。特に段差が目立ちやすい立体物２００の緩斜面において段差を軽減することができる。このようにして、本実施形態では、立体物２００の段差を軽減できる。

【0068】

また本実施形態では、接続領域２０４における樹脂層１７を形成するインク滴は、接続領域２０４以外の領域における樹脂層１７を形成する大滴３２ａよりも体積が小さい小滴３２ｂおよび中滴３２ｃを含む。この構成により、インクジェット装置１０は、接続領域２０４における段差を低くすることができ、立体物２００の段差を軽減できる。

【0069】

なお、本実施形態では、制御部１２が第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２からなる２層の樹脂層１７を、大滴３２ａ、小滴３２ｂおよび中滴３２ｃにより形成させるが、２層以上の樹脂層１７を大滴３２ａ、小滴３２ｂおよび中滴３２ｃにより形成させても同様の効果が得られる。

【0070】

また本実施形態では、ヘッド１８は、３種類の体積のインク滴３２を支持体Ｐ上に配置する。具体的には、ヘッド１８は、大滴３２ａ、小滴３２ｂおよび中滴３２ｃの３種類の体積のインク滴３２を支持体Ｐ上に配置する。この構成により、接続領域２０４に含まれる段差を低くすることができ、立体物２００の段差を軽減できる。なお、ヘッド１８が吐出するインク滴３２の体積は３種類に限定されるものではなく、２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。

【0071】

また本実施形態では、インクジェット装置１０は、所定の積層データＩｍに基づいて樹脂層１７を形成する。制御部１２は、積層データＩｍを補正することにより、接続領域２０４における樹脂層１７を形成するインク滴３２の体積と、接続領域２０４以外の領域における樹脂層１７を形成するインク滴３２の体積と、を異ならせる。これにより、インクジェット装置１０は、接続領域２０４に含まれる段差を低くすることができ、立体物２００の段差を軽減できる。

【0072】

また本実施形態では、処理部１２２（積層データの処理装置）は、樹脂層１７を高さ方向Ｚに沿って積層することにより、立体物２００を造形するインクジェット装置１０において使用される積層データＩｍを処理する。

【0073】

処理部１２２は、立体物２００における高さが高い領域２０３と高さが低い領域２０２とを接続する接続領域２０４において、体積が異なる複数のインク滴３２により、２以上の樹脂層１７を形成させる積層データＩｍを出力する出力部１２７を有する。この構成により、処理部１２２は、接続領域２０４における段差を低くすることができ、立体物２００の段差を軽減可能な積層データＩｍをインクジェット装置１０に出力できる。

【0074】

［その他の好適な実施形態］
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【0075】

例えば、インクジェット装置１０において、接続領域２０４における樹脂層１７を形成するインク滴３２は、接続領域２０４以外の領域における樹脂層１７を形成する大滴３２ａよりも、体積が大きいインク滴を含んでもよい。接続領域２０４における樹脂層１７を、大滴３２ａよりも体積が大きいインク滴により１層分形成することによって、例えば小滴３２ｂによって樹脂層１７を２層分形成することと同等となる。

【0076】

例えばインクジェット装置１０は、小滴３２ｂにより形成する２層分の樹脂層１７を、大滴３２ａよりも体積が大きいインク滴により形成する１層分の樹脂層１７に置き換えつつ、接続領域２０４において、第１樹脂層１７１および第２樹脂層１７２のそれぞれを体積が異なる複数のインク滴により形成する。これにより、インクジェット装置１０は、接続領域２０４における段差を低くすることができ、立体物２００の段差を軽減できる。また、小滴３２ｂにより形成する２層分の樹脂層１７を１層分の樹脂層１７に置き換えできるため、造形時間を短縮することができる。

【0077】

また実施形態は、画像形成方法も含む。例えば、画像形成方法は、樹脂層を含む樹脂層画像を高さ方向に積層することにより立体物を造形するインクジェット装置によって、前記樹脂層画像を形成する画像形成方法であって、ヘッドにより、液滴を吐出し、移動機構により、前記樹脂層を支持する支持体と前記ヘッドとを相対移動させ、制御部により、前記ヘッドによる吐出と、前記移動機構による相対移動と、を少なくとも制御することにより、前記ヘッドから吐出された前記液滴により前記支持体上に前記樹脂層画像を形成させ、前記制御部は、前記立体物における高さが高い領域と高さが低い領域とを接続する接続領域において、２以上の前記樹脂層画像のそれぞれを、体積が異なる複数の前記液滴により形成させる。このような画像形成方法により、上述したインクジェット装置１０と同様の効果が得られる。なお、この画像形成方法は、ＣＰＵ、ＬＳＩ等の回路、ＩＣカードまたは単体のモジュール等によって、実現されてもよい。

【0078】

実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

【0079】

また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、または一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェアまたはソフトウェアが並列または時分割に処理してもよい。

【0080】

また、上記で説明した実施形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

【符号の説明】

【0081】

１０ インクジェット装置
１２ 制御部
１２１ 入力部
１２２ 処理部（積層データの処理装置の一例）
１２３ 造形制御部
１２４ 記憶部
１２５ 接続領域検出部
１２６ 補正部
１２７ 出力部
１４ ヘッドユニット
１６ 移動ステージ（移動機構の一例）
１７ 樹脂層
１７１ 第１樹脂層
１７２ 第２樹脂層
１８ ヘッド
２０ 照射部
２２ 第１駆動部
２４ 第２駆動部
２６ 駆動部
３２ インク滴（液滴の一例）
３２ａ 大滴
３２ｂ 小滴
３２ｃ 中滴
２００ 立体物
２０１ 外周面
２０２ 低い領域
２０３ 高い領域
２０４ 接続領域
Ｐ 支持体
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向
Ｚ 高さ方向

【先行技術文献】

【特許文献】

【0082】

【特許文献1】特開２００４－２３０８９５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】