(57)【要約】適切な造形物を形成する造形システムを提供する。造形システムは、照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系によりエネルギビームの照射領域に造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、エネルギビームと対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置とを備え、対象物の第１の領域に行われる造形処理の条件と、対象物の第２の領域に行われる造形処理の条件とを異ならせる。
2019116455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、
前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と
を備え、
前記対象物の第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物の第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせる
造形システム。
【請求項２】
前記条件を異ならせることにより、前記第１の領域に形成される前記造形物の特性と、前記第２の領域に形成される前記造形物の特性との差を低減する
請求項１に記載の造形システム。
【請求項３】
前記第１の領域では、前記照射領域の少なくとも一部と一致した状態で前記造形処理が複数回行われ、
前記第２の領域では、前記照射領域の少なくとも一部と一致した状態で前記造形処理が１回行われる
請求項１又は２に記載の造形システム。
【請求項４】
前記第１の領域には、前記照射領域が複数回設定され、
前記第２の領域には、前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない回数設定される
請求項１から３のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５】
照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、
前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と
を備え、
前記対象物のうち前記照射領域が複数回設定される第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物のうち、前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない回数設定される第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせる
造形システム。
【請求項６】
第１タイミングで前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件は、前記第１タイミングとは異なる第２タイミングで前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件と同じであって、且つ、前記第１及び第２タイミングの夫々で前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件は、前記第２の領域に行われる前記造形処理の条件と異なる
請求項３から５のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項７】
前記造形処理の条件は、前記照射領域への前記造形材料の供給量を含む
請求項１から６のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項８】
前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量が、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量よりも少ない
請求項７に記載の造形システム。
【請求項９】
前記第１の領域に前記造形領域が複数回設定された場合における前記供給量の総和が、前記第２の領域に前記造形領域が設定された場合における前記供給量と同じになる
請求項７又は８に記載の造形システム。
【請求項１０】
前記造形処理の条件は、前記エネルギビームから前記対象物のうち前記照射領域が設定された領域部分への熱の伝達量を含む
請求項１から９に記載の造形システム。
【請求項１１】
前記第１の領域に前記造形領域が設定された場合における前記伝達量が、前記第２の領域に前記造形領域が設定された場合における前記伝達量よりも少ない
請求項１０に記載の造形システム。
【請求項１２】
前記第１の領域に前記造形領域が複数回設定された場合における前記伝達量の総和が、前記第２の領域に前記造形領域が設定された場合における前記伝達量と同じになる
請求項１０又は１１に記載の造形システム。
【請求項１３】
前記造形処理の条件は、前記照射領域と前記対象物との相対的な移動速度を含む
請求項１から１２のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項１４】
前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記移動速度が、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記移動速度よりも速い
請求項１３に記載の造形システム。
【請求項１５】
第１タイミングで前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件は、前記第１タイミングとは異なる第２タイミングで前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件と異なる
請求項１から１３のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項１６】
前記第１タイミングで前記第１の領域に行われる前記造形処理の条件が、前記第２の領域に行われる前記造形処理の条件と同じであって、且つ、前記第２タイミングでは前記第１の領域に前記造形処理が行われない
請求項１５に記載の造形システム。
【請求項１７】
前記造形処理の条件は、前記照射領域への前記造形材料の供給量を含む
請求項１５又は１６に記載の造形システム。
【請求項１８】
前記第２タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量は、前記第１タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量よりも少ない
請求項１７に記載の造形システム。
【請求項１９】
前記第１タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量は、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量と同じであり、且つ、前記第２タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量はゼロである
請求項１７又は１８に記載の造形システム。
【請求項２０】
前記第１の領域に前記照射領域が複数回設定された場合における前記供給量の総和が、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記供給量と同じである
請求項１７から１９のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項２１】
前記造形処理の条件は、前記エネルギビームから前記対象物のうち前記照射領域が設定された領域部分への熱の伝達量を含む
請求項１５から２０に記載の造形システム。
【請求項２２】
前記第２タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量は、前記第１タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量よりも少ない
請求項２１に記載の造形システム。
【請求項２３】
前記第１タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量は、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量と同じであって、且つ、前記第２タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量はゼロである
請求項２１又は２２に記載の造形システム。
【請求項２４】
前記第１の領域に前記照射領域が複数回設定された場合における前記伝達量の総和は、前記第２の領域に前記造形処理を行う場合における前記伝達量と同じである
請求項２１から２３のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項２５】
前記造形処理の条件は、前記照射領域と前記対象物との相対的な移動速度を含む
請求項１５から２４のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項２６】
前記第２タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記移動速度は、前記第１タイミングで前記第１の領域に前記造形処理を行う場合における前記移動速度と異なる
請求項２５に記載の造形システム。
【請求項２７】
前記対象物の所定の面に沿って前記照射領域を移動させながら前記造形処理を行うことで、前記面上に前記造形物の集合体である層状構造物を形成し、
前記第１の領域は、前記層状構造物が形成されている第１期間中に前記照射領域が複数回設定される領域を含み、
前記第２の領域は、前記第１期間中に前記照射領域が設定される回数が、前記第１期間中に前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない領域を含む
請求項１から２６のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項２８】
前記層状構造物が形成された後に、前記層状構造物の表面に沿って前記照射領域を移動させながら前記造形処理を行うことで、前記層状構造物が複数積層された積層構造物を形成し、
前記第１の領域は、前記複数の層状構造物のうちの一の層状構造物が形成される第２期間中に前記照射領域が複数回設定される領域を含み、
前記第２の領域は、前記第２期間中に前記照射領域が設定される回数が、前記第２期間中に前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない領域を含む
請求項２７に記載の造形システム。
【請求項２９】
前記第１の領域の前記エネルギビームからの熱の伝達特性は、前記第２の領域の前記エネルギビームからの熱の伝達特性と異なる
請求項１から２８のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３０】
前記照射領域が前記第１の領域に設定されている場合の前記対象物に対する前記照射領域の相対的な移動速度と、前記照射領域が前記第２の領域に設定されている場合の前記移動速度とが異なる
請求項１から２９のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３１】
前記エネルギビームから前記第１の領域に伝達された熱の拡散特性と、前記エネルギビームから前記第２の領域に伝達された熱の拡散特性とが異なる
請求項１から３０のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３２】
前記照射領域は、前記対象物の表面の少なくとも一部であり、
前記第１の領域は、前記第２の領域よりも、前記照射領域が設定されない前記対象物の他の表面に近接した領域を含む
請求項１から３１のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３３】
照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置の変更方向に造形物を成長させて造形処理を行う造形装置と、
前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と
を備え、
第１タイミングにおいて前記造形処理を行った前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係に、第２タイミングにおいて前記造形処理を行うときの前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係がなるとき、第２タイミングにおける前記造形処理の条件を第１タイミングにおける前記造形処理の条件と変える
造形システム。
【請求項３４】
前記造形処理の条件は、前記照射領域への前記造形材料の供給量を含む
請求項１から３３のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３５】
前記造形処理の条件は、前記エネルギビームから前記対象物のうち前記照射領域が設定された領域部分への熱の伝達量を含む
請求項１から３４のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３６】
前記造形処理の条件は、前記照射領域の前記対象物に対する相対的な移動速度を含む
請求項１から３５のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３７】
前記供給系を制御して前記供給量を制御する
請求項７から９、１７から２０及び３４のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項３８】
前記供給系が供給する前記造形材料の量を制御して前記供給量を制御する
請求項３７に記載の造形システム。
【請求項３９】
前記供給系からの前記造形材料の供給方向を制御して前記供給量を制御する
請求項３７又は３８に記載の造形システム。
【請求項４０】
前記供給系は、前記造形材料を所望方向に向けて供給する供給ノズルを備え、
前記供給ノズルの向きを制御して前記供給方向を制御する
請求項３９に記載の造形システム。
【請求項４１】
前記供給系から供給される前記造形材料の少なくとも一部が前記造形領域に到達することを抑制する供給抑制装置を更に備える、
請求項１から４０のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項４２】
前記供給抑制装置は、前記供給系から供給される前記造形材料の少なくとも一部に気体を吹き付けて吹き飛ばす第１装置、及び、前記供給系と前記照射領域との間に挿脱可能に配置され且つ前記造形材料を遮る遮蔽部材を含む第２装置の少なくとも一方を含む
請求項４１に記載の造形システム。
【請求項４３】
前記エネルギビームの特性を制御して前記伝達量を制御する
請求項１０から１２、２１から２４及び３５のいずれかに記載の造形システム。
【請求項４４】
前記造形処理の条件は、前記エネルギビームの特性を含む請求項１から４２のいずれか一項記載の造形システム。
【請求項４５】
前記エネルギビームの特性は、前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギ、前記エネルギビームのフォーカス位置、前記エネルギビームのデフォーカス量及び前記エネルギビームの強度分布を含む
請求項４３又は４４に記載の造形システム。
【請求項４６】
前記照射系は、エネルギビーム源からの前記エネルギビームを照射し、
前記エネルギビーム源を制御して前記エネルギビームの特性を制御する
請求項４３から４５のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項４７】
前記照射系は、光学系を介して前記エネルギビームを照射し、
前記光学系を制御して前記エネルギビームの特性を制御する
請求項４３から４６のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項４８】
前記光学系は、前記エネルギビームを集光する集光光学素子、及び、前記エネルギビームを少なくとも部分的に遮光可能に前記エネルギビームの光路に配置される遮光素子の少なくとも一つを含む
請求項４７に記載の造形システム。
【請求項４９】
前記照射系の移動態様を制御して前記エネルギビームの特性を制御する
請求項４３から４８のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５０】
前記造形物の特性は、前記対象物の表面からの高さ及び前記対象物の表面に沿った方向における前記造形物のサイズを含む
請求項２から４９のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５１】
前記照射系は、光学系を介して前記エネルギビームを射出し、
前記造形物の集合体である層状構造物を複数積層して積層構造物を形成し、
前記光学系の焦点深度の大きさは、前記層状構造物の一つの層の厚さより大きく２つの層の厚さより小さい
請求項１から５０のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５２】
前記第２の領域は前記第１の領域と同じ領域である請求項１から５１のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５３】
前記第２の領域は前記第１の領域と異なる領域である請求項１から５１のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５４】
対象物に光学系を介してエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより層状構造物が複数積層された積層構造物を形成する造形処理を行う造形装置と、
前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と
を備え、
前記光学系の焦点深度の大きさは、前記層状構造物の１つの層の厚さ以上であり且つ２つの層の厚さより小さい
造形システム。
【請求項５５】
前記エネルギビームのフォーカス位置は、前記対象物の表面又は前記対象物の表面よりも前記光学系の物体面側に設定される
請求項５３又は５４に記載の造形システム。
【請求項５６】
前記焦点深度が小さくなるほど、前記フォーカス位置を前記物体面側にシフトさせる
請求項５３に記載の造形システム。
【請求項５７】
前記光学系の物体面側における前記焦点深度の範囲の境界面と前記対象物の表面との間の距離が、前記層状構造物の１つの層の厚さと同一又はよりも大きい
請求項５３から５４のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項５８】
前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を第１の方向に変更する第１期間の後に、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更し、次いで、第２期間において前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を前記第１の方向と平行な方向に変更し、前記第１期間と前記第２期間の少なくとも一方の少なくとも一部で前記造形処理を行う
請求項１から５７のいずれか一項に造形システム。
【請求項５９】
照射系により対象物上の照射領域にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、
前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と、
を備え、
前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を第１の方向に変更する第１期間の後に、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更し、次いで、第２期間において前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を前記第１の方向と平行な方向に変更し、前記第１期間と前記第２期間の少なくとも一方の少なくとも一部で前記造形処理を行う
造形システム。
【請求項６０】
前記第１期間における前記照射領域と前記対象物の相対的な移動の方向と、前記第２期間における前記照射領域と前記対象物の相対的な移動の方向とは逆向きである
請求項５８又は５９に記載の造形システム。
【請求項６１】
前記第１期間における前記照射領域と前記対象物の相対的な移動距離と、前記第１期間における前記照射領域と前記対象物の相対的な移動距離はほぼ同じである
請求項５８から６０のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項６２】
前記エネルギビームの照射領域が前記対象物の造形面においてラスタ走査するように前記変更装置を制御する
請求項５８から６１のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項６３】
対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、
前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、
前記対象物の第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物の第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせることと
を含む造形方法。
【請求項６４】
対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、
前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、
前記対象物のうち前記照射領域が複数回設定される第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物のうち前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない回数設定される第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせることと
を含む造形方法。
【請求項６５】
前記条件を異ならせることにより、前記第１の領域に形成される前記造形物の特性と、前記第２の領域に形成される前記造形物の特性との差を低減すること
を含む請求項６３又は６４に記載の造形方法。
【請求項６６】
対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、
前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、
第１タイミングにおいて前記造形処理を行った前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係に、第２タイミングにおいて前記造形処理を行うときの前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係がなるとき、第２タイミングにおける前記造形処理の条件を第１タイミングにおける前記造形処理の条件と変えることと
を含む造形方法。
【請求項６７】
対象物にエネルギビームを照射することと、
前記対象物に造形材料を供給することと、
前記対象物に前記エネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより層状構造物が複数積層された積層構造物を形成する造形処理を行うことと
を含み、
前記エネルギビームを照射することは、焦点深度の大きさが前記層状構造物の１つの層の厚さより大きく２つの層の厚さより小さい光学系を介して前記エネルギビームを照射することを含む造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、造形物を形成する造形システム及び造形方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粉状の材料をエネルギビームで溶融した後に、溶融した材料を再固化させることで造形物を形成する造形装置が記載されている。このような造形装置では、適切な造形物を形成することが技術的課題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／０１４９０９号明細書
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によれば、照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置とを備え、前記対象物の第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物の第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせる造形システムが提供される。
【０００５】
第２の態様によれば、照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置とを備え、前記対象物のうち前記照射領域が複数回設定される第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物のうち前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない回数設定される第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせる造形システムが提供される。
【０００６】
第３の態様によれば、照射系により対象物にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置の変更方向に造形物を成長させて造形処理を行う造形装置と、前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置とを備え、第１タイミングにおいて前記造形処理を行った前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係に、第２タイミングにおいて前記造形処理を行うときの前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係がなるとき、第２タイミングにおける前記造形処理の条件を第１タイミングにおける前記造形処理の条件と変える造形システムが提供される。
【０００７】
第４の態様によれば、照射系により対象物に光学系を介してエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより層状構造物が複数積層された積層構造物を形成する造形処理を行う造形装置と、前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置とを備え、前記光学系の焦点深度の大きさは、前記層状構造物の１つの層の厚さより大きく２つの層の厚さより小さい造形システムが提供される。
【０００８】
第５の態様によれば、照射系により対象物上の照射領域にエネルギビームを照射しつつ、供給系により前記照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行う造形装置と、前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置を変更可能な変更装置と、を備え、前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を第１の方向に変更する第１期間の後に、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更し、次いで、第２期間において前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を前記第１の方向と平行な方向に変更し、前記第１期間と前記第２期間の少なくとも一方の少なくとも一部で前記造形処理を行う造形システムが提供される。
【０００９】
第６の態様によれば、対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、前記対象物の第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物の第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせることとを含む造形方法が提供される。
【００１０】
第７の態様によれば、対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、前記対象物のうち前記照射領域が複数回設定される第１の領域に行われる前記造形処理の条件と、前記対象物のうち前記照射領域が前記第１の領域に設定される回数より少ない回数設定される第２の領域に行われる前記造形処理の条件とを異ならせることとを含む造形方法が提供される。
【００１１】
第８の態様によれば、対象物にエネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより造形物を形成する造形処理を行うことと、前記エネルギビームの照射領域と前記対象物との相対的な位置を変更することと、第１タイミングにおいて前記造形処理を行った前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係に、第２タイミングにおいて前記造形処理を行うときの前記エネルギビームと前記対象物との相対的な位置関係がなるとき、第２タイミングにおける前記造形処理の条件を第１タイミングにおける前記造形処理の条件と異ならせることとを含む造形方法が提供される。
【００１２】
第９の態様によれば、対象物にエネルギビームを照射することと、前記対象物に造形材料を供給することと、前記対象物に前記エネルギビームを照射しつつ、前記エネルギビームの照射領域に前記造形材料を供給することにより層状構造物が複数積層された積層構造物を形成する造形処理を行うこととを含み、前記エネルギビームを照射することは、焦点深度の大きさが前記層状構造物の１つの層の厚さより大きく２つの層の厚さより小さい光学系を介して前記エネルギビームを照射することを含む造形方法が提供される。
【００１３】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）の夫々は、ワーク上のある領域において光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）の夫々は、造形面上での照射領域の移動軌跡を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）の夫々は、３次元構造物を形成する過程を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は、造形面上における照射領域の移動経路を示す平面図であり、図５（ｂ）は、照射領域の移動経路が交差する領域に形成される造形物及び照射領域の移動経路が交差しない領域に形成される造形物を示す断面図であり、図５（ｃ）は、照射領域の移動経路が交差する領域に形成される造形物及び照射領域の移動経路が交差しない領域に形成される造形物を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｃ）の夫々は、造形物の高さのばらつきを抑制するように制御される造形材料の供給レートを示すグラフである。
【図７】図７は、造形材料の供給レートと材料ノズルからの造形材料の供給量との関係を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、ガス噴出装置が不活性ガスを噴出している場合の造形材料の供給態様を示す断面図であり、図８（ｂ）は、ガス噴出装置が不活性ガスを噴出していない場合の造形材料の供給態様を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、遮蔽部材が非遮蔽状態にある場合の造形材料の供給態様を示す断面図であり、図９（ｂ）は、遮蔽部材が遮蔽状態にある場合の造形材料の供給態様を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、材料ノズルが供給状態にある場合の造形材料の供給態様を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、材料ノズルが非供給状態にある場合の造形材料の供給態様を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）から図１１（ｃ）の夫々は、造形物の高さのばらつきを抑制するように制御される熱伝達レートを示すグラフである。
【図１２】図１２は、熱伝達レートと照射領域上での光の強度との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）は、遮光部材が遮光状態にある場合の光の照射態様を示す断面図であり、図１３（ｂ）は、遮光部材が非遮光状態にある場合の光の照射態様を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、フォーカス位置が造形面上に設定されている場合の光の照射態様を示す断面図であり、図１４（ｂ）は、フォーカス位置が造形面から離れた位置に設定されている場合の光の照射態様を示す断面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の夫々は、造形物の高さのばらつきを抑制するように制御される照射領域の移動速度を示すグラフである。
【図１６】図１６（ａ）は、造形面上における照射領域の移動経路を示す平面図であり、図１６（ｂ）は、照射領域の移動速度と造形物の高さとの関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、照射領域の移動速度に基づいて制御される造形材料の供給レートを示すグラフである。
【図１８】図１８は、照射領域の移動速度と造形材料の供給レートと造形物の高さとの関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、照射領域の移動速度に基づいて制御される熱伝達レートを示すグラフである。
【図２０】図２０は、照射領域の移動速度と熱伝達レートと造形物の高さとの関係を示すグラフである。
【図２１】図２１（ａ）は、既存構造物における熱が相対的に拡散されにくい領域及び熱が相対的に拡散されやすい領域の位置の一例を示す斜視図であり、図２１（ｂ）は、熱が相対的に拡散されにくい領域に形成される造形物及び熱が相対的に拡散されやすい領域に形成される造形物を示す断面図である。
【図２２】図２２は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、熱の拡散度合いに基づいて制御される造形材料の供給レートを示すグラフである。
【図２３】図２３は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、熱の拡散度合いに基づいて制御される熱伝達レートを示すグラフである。
【図２４】図２４は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、熱の拡散度合いに基づいて制御される照射領域の移動速度を示すグラフである。
【図２５】図２５（ａ）は、光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域及び光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域の位置の一例を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は、光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域に形成される造形物及び光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域に形成される造形物を示す断面図である。
【図２６】図２６は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、光が照射される頻度に基づいて制御される造形材料の供給レートを示すグラフである。
【図２７】図２７は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、光が照射される頻度に基づいて制御される熱伝達レートを示すグラフである。
【図２８】図２８は、造形物の高さのばらつきを抑制するように、光が照射される頻度に基づいて制御される照射領域の移動速度を示すグラフである。
【図２９】図２９は、造形面に形成されるマークを示す平面図及び断面図である。
【図３０】図３０（ａ）及び図３０（ｂ）の夫々は、図２９に示すマークを形成する場合における造形面上での照射領域の移動軌跡を示す平面図である。
【図３１】図３１（ａ）から図３１（ｄ）の夫々は、サイズ制御動作によってサイズが制御されたマークを示す平面図である。
【図３２】図３２は、熱伝達レートとマークのサイズとの関係を示すグラフである。
【図３３】図３３は、照射領域の移動速度とマークのサイズとの関係を示すグラフである。
【図３４】図３４は、照射領域のサイズとマークのサイズとの関係を示すグラフである。
【図３５】図３５（ａ）及び図３５（ｂ）の夫々は、マークのサイズとマークを構成する線状構造物の数との間の関係を示す平面図であり、図３５（ｃ）から図３５（ｄ）の夫々は、マークのサイズとマークを構成する線状構造物の長さとの間の関係を示す平面図である。
【図３６】図３６（ａ）から図３６（ｄ）の夫々は、高さ制御動作によって高さが制御されたマークを示す平面図である。
【図３７】図３７は、供給レートとマークの高さとの関係を示すグラフである。
【図３８】図３８は、熱伝達レートとマークの高さとの関係を示すグラフである。
【図３９】図３９は、照射領域の移動速度とマークの高さとの関係を示すグラフである。
【図４０】図４０（ａ）及び図４０（ｂ）の夫々は、マークの高さとマークを構成する構造層の数との間の関係を示す断面図である。
【図４１】図４１（ａ）から図４１（ｃ）の夫々は、形状制御動作によって表面の形状が制御されたマークを示す断面図である。
【図４２】図４２（ａ）から図４２（ｃ）の夫々は、形状制御動作によって連結面の形状が制御されたマークを示す断面図である。
【図４３】図４３（ａ）は、印章として対象物に押し付けられるマークを示す平面図及び断面図であり、図４３（ｂ）は、マークが押し付けられた対象物に転写された印影を示す平面図である。
【図４４】図４４（ａ）から図４４（ｃ）の夫々は、対象物の対象面と相補の関係になるように連結面の形状が制御されたマークを示す断面図である。
【図４５】図４５（ａ）は、複数のマークを形成している期間における特定ガスの特性の制御態様の一例を示すグラフであり、図４５（ｂ）は、図４５（ａ）に示す制御態様で特定ガスの特性が制御された場合に形成される複数のマークを示す平面図であり、図４５（ｃ）は、単一のマークを形成している期間における特定ガスの特性の制御態様の一例を示すグラフであり、図４５（ｄ）は、図４５（ｃ）に示す制御態様で特定ガスの特性が制御された場合に形成されるマークを示す平面図である。
【図４６】図４６（ａ）から図４６（ｃ）の夫々は、研磨動作が行われている過程での研磨対象面の状態を示す断面図である。
【図４７】図４７（ａ）は、造形動作が行われている期間中の照射領域の移動経路を示す平面図であり、図４７（ｂ）は、研磨動作が行われている期間中の照射領域の移動経路を示す平面図である。
【図４８】図４８（ａ）は、造形動作が行われている期間中の照射領域の移動経路を示す平面図であり、図４８（ｂ）は、研磨動作が行われている期間中の照射領域の移動経路を示す平面図である。
【図４９】図４９は、第１変形例の造形システムが備える照射光学系の焦点深度を示す断面図である
【図５０】図５０（ａ）は、造形面上のある領域部分に照射領域が設定された場合に、第１変形例の造形システムによって形成される構造層を示す断面図であり、図５０（ｂ）は、図５０（ａ）に示す領域部分と同じ領域部分に再び照射領域が設定された場合に、第１変形例の造形システムによって形成される構造層を示す断面図である。
【図５１】図５１（ａ）及び図５１（ｂ）の夫々は、造形面と照射光学系の焦点深度の範囲との間の位置関係を示す断面図である。
【図５２】図５２は、第２変形例の造形システムの構造を示す断面図である。
【図５３】図５３（ａ）は、第３変形例の造形システムが備える照射光学系の構造を示す断面図であり、図５３（ｂ）は、第３変形例の照射光学系が備える光学系の構造を示す斜視図である。
【図５４】図５４は、第４変形例の造形システムが備える造形装置の構造を示す断面図である。
【図５５】図５５は、第５変形例の造形システムが備える造形装置の構造を示す断面図である。
【図５６】図５６は、第６変形例によって造形される造形物の構成を示す断面図である。
【図５７】図５７は、第７変形例によって造形される造形物の構成を示す断面図である。
【図５８】図５８は、第８変形例の動作を示す断面図である。
【図５９】図５９は、第８変型例で用いられる供給量変更装置の一例を示す断面図である。
【図６０】図６０は、第８変型例で用いられる供給量変更装置の一例を示す断面図である。
【図６１】図６１（ａ）は、造形面上での照射領域の移動軌跡を示す平面図であり、図６１（ｂ）は、図６１（ａ）に示す移動軌跡に沿って照射領域が移動した場合に形成される造形物の一部を示す断面図である。
【図６２】図６２（ａ）は、造形面上での照射領域の移動軌跡を示す平面図であり、図６２（ｂ）は、図６２（ａ）に示す移動軌跡に沿って照射領域が移動した場合に形成される造形物の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、処理装置、処理方法、マーキング方法、造形システム及び造形方法の実施形態について説明する。以下では、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｍｅｔａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、造形材料Ｍを用いた付加加工を行うことで３次元構造物ＳＴを形成するための処理を実行可能な造形システム１を用いて、処理装置、処理方法、マーキング方法、造形システム及び造形方法の実施形態を説明する。尚、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ）は、ダイレクト・メタル・デポジション、ダイレクト・エナジー・デポジション、レーザクラッディング、レーザ・エンジニアード・ネット・シェイピング、ダイレクト・ライト・ファブリケーション、レーザ・コンソリデーション、シェイプ・デポジション・マニュファクチャリング、ワイヤ−フィード・レーザ・デポジション、ガス・スルー・ワイヤ、レーザ・パウダー・フージョン、レーザ・メタル・フォーミング、セレクティブ・レーザ・パウダー・リメルティング、レーザ・ダイレクト・キャスティング、レーザ・パウダー・デポジション、レーザ・アディティブ・マニュファクチャリング、レーザ・ラピッド・フォーミングと称してもよい。
【００１６】
また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、造形システム１を構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向）であるものとする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。ここで、Ｚ軸方向を重力方向としてもよい。また、ＸＹ平面を水平方向としてもよい。
【００１７】
（１）造形システム１の構造
初めに、図１を参照しながら、本実施形態の造形システム１の全体構造について説明する。図１は、本実施形態の造形システム１の構造の一例を示す断面図である。
【００１８】
造形システム１は、３次元構造物ＳＴ（つまり、３次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ３次元の物体であり、立体物）を形成可能である。造形システム１は、３次元構造物ＳＴを形成するための基礎（つまり、母材）となるワークＷ上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。造形システム１は、ワークＷに付加加工を行うことで、３次元構造物ＳＴを形成可能である。ワークＷが後述するステージ４３である場合には、造形システム１は、ステージ４３上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。ワークＷがステージ４３によって保持されている既存構造物である場合には、造形システム１は、既存構造物上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。この場合、造形システム１は、既存構造物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成してもよい。既存構造物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成する動作は、既存構造物に新たな構造物を付加する動作と等価である。或いは、造形システム１は、既存構造物と分離可能な３次元構造物ＳＴを形成してもよい。尚、図１は、ワークＷが、ステージ４３によって保持されている既存構造物である例を示している。また、以下でも、ワークＷがステージ４３によって保持されている既存構造物である例を用いて説明を進める。
【００１９】
上述したように、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物ＳＴを形成可能である。つまり、造形システム１は、積層造形技術を用いて物体を形成する３Ｄプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング（Ｒａｐｉｄ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）、ラピッドマニュファクチャリング（Ｒａｐｉｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、又は、アディティブマニュファクチャリング（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）とも称される。
【００２０】
３次元構造物ＳＴを形成するために、造形システム１は、図１に示すように、材料供給装置３と、造形装置４と、光源５と、ガス供給装置６と、制御装置７とを備える。材料供給装置３と、造形装置４と、光源５と、ガス供給装置６と、制御装置７とは、筐体Ｃ内に収容されている。図１に示す例では、造形装置４が、筐体Ｃの上部空間ＵＣに収容され、材料供給装置３、光源５、ガス供給装置６及び制御装置７が、上部空間ＵＣの下方に位置する筐体Ｃの下部空間ＬＣに収容される。但し、材料供給装置３、造形装置４、光源５、ガス供給装置６及び制御装置７の夫々の筐体Ｃ内での配置位置が図１に示す配置位置に限定されることはない。
【００２１】
材料供給装置３は、造形装置４に造形材料Ｍを供給する。材料供給装置３は、造形装置４が３次元構造物ＳＴを形成するために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Ｍが造形装置４に供給されるように、当該必要な分量に応じた所望量の造形材料Ｍを供給する。
【００２２】
造形材料Ｍは、所定強度以上の光ＥＬの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Ｍとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Ｍとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Ｍは、粉状の又は粒状の材料である。つまり、造形材料Ｍは、粉粒体である。但し、造形材料Ｍは、粉粒体でなくてもよく、例えばワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料が用いられてもよい。
【００２３】
造形装置４は、材料供給装置３から供給される造形材料Ｍを加工して３次元構造物ＳＴを形成する。造形材料Ｍを加工するために、造形装置４は、造形ヘッド４１と、駆動系４２と、ステージ４３とを備える。更に、造形ヘッド４１は、照射光学系４１１と、材料ノズル（つまり造形材料Ｍを供給する供給系）４１２とを備えている。造形ヘッド４１と、駆動系４２と、ステージ４３とは、チャンバ４４内に収容されている。
【００２４】
照射光学系４１１は、射出部４１３から光ＥＬを射出するための光学系（例えば、集光光学系）である。具体的には、照射光学系４１１は、光ＥＬを発する光源５と、光ファイバやライトパイプ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射光学系４１１は、光伝送部材を介して光源５から伝搬してくる光ＥＬを射出する。照射光学系４１１は、照射光学系４１１から下方（つまり、−Ｚ側）に向けて光ＥＬを照射する。照射光学系４１１の下方には、ステージ４３が配置されている。ステージ４３にワークＷが搭載されている場合には、照射光学系４１１は、ワークＷに向けて光ＥＬを照射する。具体的には、照射光学系４１１は、光ＥＬが照射される（典型的には、集光される）領域としてワークＷ上に設定される照射領域ＥＡに光ＥＬを照射可能である。更に、照射光学系４１１の状態は、制御装置７の制御下で、照射領域ＥＡに光ＥＬを照射する状態と、照射領域ＥＡに光ＥＬを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射光学系４１１から射出される光ＥＬの方向は真下（つまり、−Ｚ軸方向と一致）には限定されず、例えば、Ｚ軸に対して所定の角度だけ傾いた方向であってもよい。
【００２５】
材料ノズル４１２は、造形材料Ｍを供給する供給アウトレット４１４を有する。材料ノズル４１２は、供給アウトレット４１４から造形材料Ｍを供給（具体的には、噴射、噴出、吹き付ける）する。材料ノズル４１２は、造形材料Ｍの供給源である材料供給装置３と、不図示のパイプ等を介して物理的に接続されている。材料ノズル４１２は、パイプを介して材料供給装置３から供給される造形材料Ｍを供給する。材料ノズル４１２は、パイプを介して材料供給装置３から供給される造形材料Ｍを圧送してもよい。即ち、材料供給装置３からの造形材料Ｍと搬送用の気体（例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス）とを混合してパイプを介して材料ノズル４１２に圧送してもよい。尚、図１において材料ノズル４１２は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル４１２の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル４１２は、材料ノズル４１２から下方（つまり、−Ｚ側）に向けて造形材料Ｍを供給する。材料ノズル４１２の下方には、ステージ４３が配置されている。ステージ４３にワークＷが搭載されている場合には、材料ノズル４１２は、ワークＷに向けて造形材料Ｍを供給する。尚、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの進行方向はＺ軸方向に対して所定の角度（一例として鋭角）だけ傾いた方向であるが、−Ｚ側（つまり、真下）であってもよい。
【００２６】
本実施形態では、材料ノズル４１２は、照射光学系４１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡに向けて造形材料Ｍを供給するように、照射光学系４１１に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル４１２が造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡと照射領域ＥＡとが一致する（或いは、少なくとも部分的に重複する）ように、材料ノズル４１２と照射光学系４１１とが位置合わせされている。尚、照射光学系４１１から射出された光ＥＬによって形成される溶融池ＭＰに、材料ノズル４１２が造形材料Ｍを供給するように位置合わせされていてもよい。
【００２７】
駆動系４２は、造形ヘッド４１を移動させる。駆動系４２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに沿って造形ヘッド４１を移動させる。造形ヘッド４１がＸ軸及びＹ軸の少なくとも一方に沿って移動すると、照射領域ＥＡは、ワークＷ上をＸ軸及びＹ軸の少なくとも一方に沿って移動する。更に、駆動系４２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに加えて、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って造形ヘッド４１を移動させてもよい。駆動系４２は、例えば、モータ等を含む。尚、駆動系４２は、照射光学系４１１と材料ノズル４１２とを別々に移動させてもよい。具体的には、例えば、駆動系４２は、射出部４１３の位置、射出部４１３の向き、供給アウトレット４１４の位置及び供給アウトレット４１４の向きの少なくとも一つを調整可能であってもよい。この場合、照射光学系４１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡと、材料ノズル４１２が造形材料Ｍを供給する供給領域ＭＡとが別々に制御可能となる。尚、駆動系４２は、造形ヘッド４１をＸ軸回りの回転軸、Ｙ軸回りの回転軸に沿って回転可能にしてもよい。
【００２８】
ステージ４３は、ワークＷを保持可能である。更に、ステージ４３は、保持したワークＷをリリース可能である。上述した照射光学系４１１は、ステージ４３がワークＷを保持している期間の少なくとも一部において光ＥＬを照射する。更に、上述した材料ノズル４１２は、ステージ４３がワークＷを保持している期間の少なくとも一部において造形材料Ｍを供給する。尚、材料ノズル４１２が供給した造形材料Ｍの一部は、ワークＷの表面からワークＷの外部へと（例えば、ステージ４３の周囲へと）散乱する又はこぼれ落ちる可能性がある。このため、造形システム１は、ステージ４３の周囲に、散乱した又はこぼれ落ちた造形材料Ｍを回収する回収装置を備えていてもよい。尚、ステージ４３は、ワークＷを保持するために、機械的なチャックや真空吸着チャック等を備えていてもよい。
【００２９】
光源５は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、光ＥＬとして射出する。但し、光ＥＬとして、その他の種類の光が用いられてもよい。光ＥＬは、レーザ光である。この場合、光源５は、レーザ光源（例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の半導体レーザを含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザやＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等であってもよい。但し、光ＥＬはレーザ光でなくてもよいし、光源５は任意の光源（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）及び放電ランプ等の少なくとも一つ）を含んでいてもよい。
【００３０】
ガス供給装置６は、パージガスの供給源である。パージガスは、不活性ガスを含む。不活性ガスの一例として、窒素ガス又はアルゴンガスがあげられる。ガス供給装置６は、造形装置４のチャンバ４４内にパージガスを供給する。その結果、チャンバ４４の内部空間は、パージガスによってパージされた空間となる。尚、ガス供給装置６は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが格納されたボンベであってもよく、不活性ガスが窒素ガスである場合には、大気を原料として窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置であってもよい。
【００３１】
制御装置７は、造形システム１の動作を制御する。制御装置７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や、メモリを含んでいてもよい。特に、本実施形態では、制御装置７は、照射光学系４１１による光ＥＬの射出態様を制御する。射出態様は、例えば、光ＥＬの強度及び光ＥＬの射出タイミングの少なくとも一方を含む。光ＥＬがパルス光である場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さ及びパルス光の発光時間と消光時間との比（いわゆる、デューティ比）の少なくとも一方を含んでいてもよい。更に、制御装置７は、駆動系４２による造形ヘッド４１の移動態様を制御する。移動態様は、例えば、移動量、移動速度、移動方向及び移動タイミングの少なくとも一つを含む。更に、制御装置７は、材料ノズル４１２による造形材料Ｍの供給態様を制御する。供給態様は、例えば、供給量（特に、単位時間当たりの供給量）及び供給タイミングの少なくとも一方を含む。尚、制御装置７は、造形システム１の内部に設けられていなくてもよく、例えば、造形システム１外にサーバ等として設けられていてもよい。
【００３２】
（２）造形システム１による造形動作
続いて、造形システム１による造形動作（つまり、３次元構造物ＳＴを形成するための動作）について説明する。上述したように、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物ＳＴを形成する。このため、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の造形動作を行うことで、３次元構造物ＳＴを形成してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法による３次元構造物ＳＴの造形動作の一例について簡単に説明する。
【００３３】
造形システム１は、形成するべき３次元構造物ＳＴの３次元モデルデータ（例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データ）等に基づいて、ワークＷ上に３次元構造物ＳＴを形成する。３次元モデルデータとして、造形システム１内に設けられた計測装置４５で計測された立体物の計測データ、造形システム１とは別に設けられた３次元形状計測機、例えばワークＷに対して移動可能でワークＷに接触可能なプローブを有する接触型の３次元座標測定機や、非接触型の３次元計測機（一例としてパターン投影方式の３次元計測機、光切断方式の３次元計測機、タイム・オブ・フライト方式の３次元計測機、モアレトポグラフィ方式の３次元計測機、ホログラフィック干渉方式の３次元計測機、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）方式の３次元計測機、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）方式の３次元計測機等の計測データを用いてもよい。尚、３次元モデルデータとしては、例えばＳＴＬ（Ｓｔｅｒｅｏ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）フォーマット、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）フォーマット、ＡＭＦ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔ）、ＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）フォーマット、ＶＤＡ−ＦＳ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｇｅｒｍａｎ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓ−Ｓｕｒｆａｃｅｓ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）フォーマット、ＨＰ／ＧＬ（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）フォーマット、ビットマップフォーマット等を用いることができる。造形システム１は、３次元構造物ＳＴを形成するために、例えば、Ｚ軸方向に沿って並ぶ複数の層状の部分構造物（以下、“構造層”と称する）ＳＬを順に形成していく。例えば、造形システム１は、３次元構造物ＳＴをＺ軸方向に沿って輪切りにすることで得られる複数の構造層ＳＬを１層ずつ順に形成していく。その結果、複数の構造層ＳＬが積層された積層構造体である３次元構造物ＳＴが形成される。以下、複数の構造層ＳＬを１層ずつ順に形成していくことで３次元構造物ＳＴを形成する動作の流れについて説明する。
【００３４】
まず、各構造層ＳＬを形成する動作について説明する。造形システム１は、制御装置７の制御下で、ワークＷの表面又は形成済みの構造層ＳＬの表面に相当する造形面ＣＳ上の所望領域に照射領域ＥＡを設定し、当該照射領域ＥＡに対して照射光学系４１１から光ＥＬを照射する。尚、照射光学系４１１から照射される光ＥＬが造形面ＣＳ上に占める領域を照射領域ＥＡと称してもよい。本実施形態においては、光ＥＬのフォーカス位置（つまり、集光位置）が造形面ＣＳに一致している。その結果、図２（ａ）に示すように、照射光学系４１１から射出された光ＥＬによって造形面ＣＳ上の所望領域に溶融池（つまり、光ＥＬによって溶融した金属のプール）ＭＰが形成される。更に、造形システム１は、制御装置７の制御下で、造形面ＣＳ上の所望領域に供給領域ＭＡを設定し、当該供給領域ＭＡに対して材料ノズル４１２から造形材料Ｍを供給する。ここで、上述したように照射領域ＥＡと供給領域ＭＡとが一致しているため、供給領域ＭＡは、溶融池ＭＰが形成された領域に設定されている。このため、造形システム１は、図２（ｂ）に示すように、溶融池ＭＰに対して、材料ノズル４１２から造形材料Ｍを供給する。その結果、溶融池ＭＰに供給された造形材料Ｍが溶融する。造形ヘッド４１の移動に伴って溶融池ＭＰに光ＥＬが照射されなくなると、溶融池ＭＰにおいて溶融した造形材料Ｍは、冷却されて再度固化（つまり、凝固）する。その結果、図２（ｃ）に示すように、再固化した造形材料Ｍが造形面ＣＳ上に堆積される。つまり、再固化した造形材料Ｍの堆積物による造形物が形成される。
【００３５】
このような光の照射ＥＬによる溶融池ＭＰの形成、溶融池ＭＰへの造形材料Ｍの供給、供給された造形材料Ｍの溶融及び溶融した造形材料Ｍの再固化を含む一連の造形処理が、造形面ＣＳに対して造形ヘッド４１をＸＹ平面に沿って相対的に移動させながら繰り返される。つまり、造形面ＣＳに対して造形ヘッド４１が相対的に移動すると、造形面ＣＳに対して照射領域ＥＡもまた相対的に移動する。従って、一連の造形処理が、造形面ＣＳに対して照射領域ＥＡをＸＹ平面に沿って（つまり、二次元平面内において）相対的に移動させながら繰り返される。この際、光ＥＬは、造形面ＣＳ上において造形物を形成したい領域に設定された照射領域ＥＡに対して選択的に照射される一方で、造形面ＣＳ上において造形物を形成したくない領域に設定された照射領域ＥＡに対して選択的に照射されない（造形物を形成したくない領域には照射領域ＥＡが設定されないとも言える）。つまり、造形システム１は、造形面ＣＳ上を所定の移動軌跡に沿って照射領域ＥＡを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布パターン（つまり、構造層ＳＬのパターン）に応じたタイミングで光ＥＬを造形面ＣＳに照射する。その結果、溶融池ＭＰもまた、照射領域ＥＡの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面ＣＳ上を移動することになる。具体的には、溶融池ＭＰは、造形面ＣＳ上において、照射領域ＥＡの移動軌跡に沿った領域のうち光ＥＬが照射された部分に順次形成される。更に、上述したように照射領域ＥＡと供給領域ＭＡとが一致しているため、供給領域ＭＡもまた、照射領域ＥＡの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面ＣＳ上を移動することになる。その結果、造形面ＣＳ上に、凝固した造形材料Ｍによる造形物の集合体に相当する構造層ＳＬが形成される。つまり、溶融池ＭＰの移動軌跡に応じたパターンで造形面ＣＳ上に形成された造形物の集合体に相当する構造層ＳＬ（つまり、平面視において、溶融池ＭＰの移動軌跡に応じた形状を有する構造層ＳＬ）が形成される。なお、造形物を形成したくない領域に照射領域ＥＡが設定されている場合、光ＥＬを照射領域ＥＡに照射するとともに、造形材料Ｍの供給を停止してもよい。また、造形物を形成したくない領域に照射領域ＥＡが設定されている場合に、造形材料Ｍを照射領域ＥＬに供給するとともに、溶融池ＭＰができない強度の光ＥＬを照射領域ＥＬに照射してもよい。
【００３６】
造形面ＣＳ上にある一つの構造層ＳＬを形成している層形成期間中において、照射領域ＥＡは、図３（ａ）に示すように、Ｙ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動とＸ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動とが繰り返される第１の移動軌跡に沿って移動してもよい。図３（ａ）に示す例では、照射領域ＥＡは、照射領域ＥＡの＋Ｙ側への移動、照射領域ＥＡの＋Ｘ側への移動、照射領域ＥＡの−Ｙ側への移動及び照射領域ＥＡの＋Ｘ側への移動が繰り返される移動軌跡に沿って移動する。この場合、造形システム１は、造形面ＣＳ上で造形物を形成したい領域に照射領域ＥＡが設定されたタイミングで、光ＥＬを照射する。特に、図３（ａ）に示す例では、照射領域ＥＡのＹ軸方向に沿った移動量（特に、照射領域ＥＡの移動方向がＸ軸方向に切り替わるまでの１回の移動分の移動量）が、照射領域ＥＡのＸ軸方向に沿った移動量よりも多い。この場合には、造形システム１は、照射領域ＥＡがＹ軸（或いは、Ｘ軸及びＹ軸のうち、照射領域ＥＡの１回の移動分の移動量が多いいずれか一方の軸）に沿って移動している期間中に光ＥＬを照射し、照射領域ＥＡがＸ軸（或いは、Ｘ軸及びＹ軸のうち、照射領域ＥＡの１回の移動分の移動量が少ないいずれか他方）に沿って移動している期間中に光ＥＬを照射しない。尚、図３（ａ）に示す移動軌跡は、いわゆるラスタスキャンでの走査に対応する移動軌跡であると言える。この場合には、照射領域ＥＡの移動軌跡が造形面ＣＳ上で交差する可能性がゼロとは限らないものの、照射領域ＥＡの移動軌跡が交差することはほとんどない。
【００３７】
或いは、層形成期間中において、照射領域ＥＡは、図３（ｂ）に示すように、構造層ＳＬのパターンに沿った第２の移動軌跡に沿って移動してもよい。この場合も、造形システム１は、造形面ＣＳ上で造形物を形成したい領域に照射領域ＥＡが設定されたタイミングで、光ＥＬを照射する。但し、照射領域ＥＡが構造層ＳＬのパターンに沿った第２の移動軌跡に沿って移動しているため、照射領域ＥＡは、実質的には、造形面ＣＳ上で造形物を形成したい領域と概ね重なっているとも言える。従って、造形システム１は、照射領域ＥＡが移動している期間中は光ＥＬを照射し続けてもよい。この場合、溶融池ＭＰもまた、構造層ＳＬのパターンに沿った第２の移動軌跡に沿って移動することになる。結果、照射領域ＥＡが構造層ＳＬと相対的に移動する方向に造形物を成長させる造形処理が行われる。尚、図３（ｂ）に示す移動軌跡は、いわゆるベクタースキャンでの走査に対応する移動軌跡であると言える。この場合には、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動軌跡が造形面ＣＳ上で交差しない（特に、溶融池ＭＰの移動軌跡が造形面ＣＳ上で交差しない）ように、照射領域ＥＡの移動軌跡を設定してもよい。但し、造形物を形成したい領域の造形面ＣＳ上での分布パターンによっては、照射領域ＥＡの移動軌跡（特に、溶融池ＭＰの移動軌跡）が造形面ＣＳ上で交差する可能性がある。
【００３８】
尚、上述では、造形面ＣＳに対して造形ヘッド４１（すなわち光ＥＬ）を移動させることにより、造形面ＣＳに対して照射領域ＥＡを移動させたが、造形面ＣＳを移動させてもよいし、造形ヘッド４１（すなわち光ＥＬ）と造形面ＣＳの両方を動かしてもよい。
【００３９】
造形システム１は、このような構造層ＳＬを形成するための動作を、制御装置７の制御下で、３次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、３次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。尚、造形システム１の特性に応じてこのスライスデータを一部修正したデータを用いてもよい。造形システム１は、ワークＷの表面に相当する造形面ＣＳ上に１層目の構造層ＳＬ＃１を形成するための動作を、構造層ＳＬ＃１に対応する３次元モデルデータ、即ち構造層ＳＬ＃１に対応するスライスデータに基づいて行う。その結果、造形面ＣＳ上には、図４（ａ）に示すように、構造層ＳＬ＃１が形成される。その後、造形システム１は、構造層ＳＬ＃１の表面（つまり、上面）を新たな造形面ＣＳに設定した上で、当該新たな造形面ＣＳ上に２層目の構造層ＳＬ＃２を形成する。構造層ＳＬ＃２を形成するために、制御装置７は、まず、造形ヘッド４１がＺ軸に沿って移動するように駆動系４２を制御する。具体的には、制御装置７は、駆動系４２を制御して、照射領域ＥＡ及び供給領域ＭＡが構造層ＳＬ＃１の表面（つまり、新たな造形面ＣＳ）に設定されるように、＋Ｚ側に向かって造形ヘッド４１を移動させる。これにより、光ＥＬのフォーカス位置が新たな造形面ＣＳに一致する。その後、造形システム１は、制御装置７の制御下で、構造層ＳＬ＃１を形成する動作と同様の動作で、構造層ＳＬ＃２に対応するスライスデータに基づいて、構造層ＳＬ＃１上に構造層ＳＬ＃２を形成する。その結果、図４（ｂ）に示すように、構造層ＳＬ＃２が形成される。以降、同様の動作が、ワークＷ上に形成するべき３次元構造物ＳＴを構成する全ての構造層ＳＬが形成されるまで繰り返される。その結果、図４（ｃ）に示すように、複数の構造層ＳＬが積層された積層構造物によって、３次元構造物ＳＴが形成される。
【００４０】
（３）ばらつき抑制動作
続いて、造形動作によって形成される造形物（つまり、各構造層ＳＬを構成する造形物）の特性のばらつきを抑制するためのばらつき抑制制御動作について説明する。本実施形態では、造形システム１は、第１のばらつき抑制動作、第２のばらつき抑制動作、第３のばらつき抑制動作及び第４のばらつき抑制動作の少なくとも一つを行う。このため、以下では、第１のばらつき抑制動作から第４のばらつき抑制動作について順に説明する。
【００４１】
尚、以下の説明では、造形物の特性として、造形物の造形面ＣＳからの高さ（つまり、Ｚ軸方向のサイズ又はＺ軸方向の大きさであり、実質的には、造形物の厚み）を用いるものとする。つまり、以下の説明では、造形物の高さのばらつきを抑制するためのばらつき抑制動作について説明する。但し、造形物の特性として、造形物の高さ以外の任意の特性が用いられてもよい。例えば、造形物の特性として、造形物の造形面ＣＳからの高さに加えて又は代えて、造形面ＣＳに沿った造形物のサイズ（つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方のサイズであり、例えば、幅）が用いられてもよい。
【００４２】
（３−１）第１のばらつき抑制動作
はじめに、第１のばらつき抑制動作について説明する。第１のばらつき抑制動作は、造形面ＣＳ上に任意の一つの構造層ＳＬを形成している層形成期間中に造形面ＣＳ上の同じ領域に２回以上照射領域ＥＡが設定される場合に、造形物の高さのばらつきを抑制するための動作に相当する。尚、第１のばらつき抑制動作は、任意の一つの構造層ＳＬにおける当該構造層ＳＬが位置する面内の位置ごとの高さ（構造層ＳＬが位置する面と交差する方向の大きさ）のばらつきを抑制するための動作としてもよい。
【００４３】
具体的には、図５（ａ）に示すように、造形面ＣＳ上にある一つの構造層ＳＬを形成している層形成期間中において、照射領域ＥＡは、造形面ＣＳ上での構造層ＳＬのパターンに応じた移動軌跡に沿って、造形面ＣＳ上を移動する。ここで、構造層ＳＬのパターンによっては、造形面ＣＳ上で照射領域ＥＡの移動軌跡が交差する可能性がある。図５（ａ）に示す例では、造形面ＣＳ上の領域ＷＡ１において、照射領域ＥＡの移動軌跡が交差している。照射領域ＥＡの移動軌跡が交差する造形面ＣＳ上の領域ＷＡ１には、照射領域ＥＡが２回以上設定される。一方で、照射領域ＥＡの移動軌跡と重なる一方で照射領域ＥＡの移動軌跡が交差しない造形面ＣＳ上の領域ＷＡ２には、照射領域ＥＡが１回だけ設定される。つまり、造形面ＣＳは、層形成期間中に照射領域ＥＡが２回以上設定される領域ＷＡ１と、層形成期間中に照射領域ＥＡが１回だけ設定される領域ＷＡ２とを含む。尚、領域ＷＡ１は、層形成期間中に照射領域ＥＡがＭ回（Ｍは２以上の整数）設定される領域とすることができ、領域ＷＡ２は、層形成期間中に照射領域ＥＡがＮ回（Ｎは１以上の整数であり、Ｎ＜Ｍの関係を満たす）設定される領域とすることができる。言い換えると、領域ＷＡ１に対する造形処理の回数は領域ＷＡ２に対する造形処理の回数と異なり、具体的には、領域ＷＡ１に対する造形処理の回数は領域ＷＡ２に対する造形処理の回数よりも多い。更に言い換えると、領域ＷＡ２に対する造形処理の回数は領域ＷＡ１に対する造形処理の回数よりも少ない。
【００４４】
領域ＷＡ１では、上述した光の照射ＥＬによる溶融池ＭＰの形成、溶融池ＭＰへの造形材料Ｍの供給、供給された造形材料Ｍの溶融及び溶融した造形材料Ｍの再固化を含む一連の造形処理が、領域ＷＡ１が照射領域ＥＡの少なくとも一部と一致する異なるタイミングで２回以上行われる可能性がある。つまり、領域ＷＡ１では、造形面ＣＳ上での溶融池ＭＰの移動軌跡が交差する可能性がある。一方で、領域ＷＡ２では、一連の造形処理が２回以上行われることはない。領域ＷＡ２では、領域ＷＡ２が照射領域ＥＡの少なくとも一部と一致するタイミングで、一連の造形処理が多くても１回行われるだけである。つまり、領域ＷＡ２では、造形面ＣＳ上での溶融池ＭＰの移動軌跡が交差することはない。尚、一つの構造層ＳＬを形成している層形成期間中において、２回目以降の造形処理のために形成される溶融池ＭＰの少なくとも一部は、１回目の造形処理により領域ＷＡ１に形成された造形物に形成されてもよい。すなわち、２回目以降の造形処理のために形成される溶融池ＭＰの少なくとも一部は、造形材料Ｍで形成されてもよい。
【００４５】
領域ＷＡ１において一連の造形処理が２回以上行われる一方で領域ＷＡ２において一連の造形処理が１回だけ行われる、別の言い方をすると、領域ＷＡ１への造形処理の回数と領域ＷＡ２への造形処理の回数とが異なると、以下に示す技術的課題が生ずる。具体的には、領域ＷＡ１では、領域ＷＡ２と比較して、より多くの造形材料Ｍが供給、溶融及び再固化される可能性がある。このため、領域ＷＡ１と領域ＷＡ２とに同じ高さの造形物を形成するべき状況下で領域ＷＡ１と領域ＷＡ２とを区別することなく一連の造形処理が行われると、領域ＷＡ１に形成される造形物の高さと領域ＷＡ２に形成される造形物の高さとが一致しない可能性がある。典型的には、図５（ｂ）に示すように、領域ＷＡ１に形成される造形物の高さｈ１は、一連の造形処理が行われる回数が多い分だけ、領域ＷＡ２に形成される造形物の高さｈ２よりも高くなる可能性がある。つまり、層形成期間中に造形面ＣＳ上のある領域に２回以上照射領域ＥＡが設定される場合に造形物の高さがばらつく可能性がある。尚、以下では、説明の簡略化のため、領域ＷＡ１に形成される造形物を、“造形物Ｓ１”と称し、領域ＷＡ２に形成される造形物を、“造形物Ｓ２”と称する。
【００４６】
そこで、本実施形態では、制御装置７（言い換えれば、制御装置７の制御下にある造形システム１）は、第１のばらつき抑制動作を行うことで、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制する。尚、本実施形態において、「一の造形物の高さと他の造形物の高さとのばらつきを抑制する」動作は、ばらつき抑制動作が行われない場合と比較して、一の造形物の高さと他の造形物の高さとの差分を小さくする（つまり、差を低減する）動作を含む。「一の造形物の高さと他の造形物の高さとのばらつきを抑制する」動作は、一の造形物の高さと他の造形物の高さとを一致させる（つまり、同一にする）動作を含む。
【００４７】
尚、図５（ｃ）に示すように、領域ＷＡ１と領域ＷＡ２とに同じサイズの造形物を形成するべき状況下で、領域ＷＡ１に形成される造形物のサイズ（ここでは、Ｘ軸方向のサイズであり、実質的には幅）ｗ１が、領域ＷＡ２に形成される造形物のサイズｗ２よりも大きくなる可能性もある。つまり、層形成期間中に造形面ＣＳ上のある領域に２回以上照射領域ＥＡが設定される場合に造形物のサイズがばらつく可能性がある。このため、上述したように、造形物のサイズ（特に、ＸＹ平面に沿ったサイズ）は、第１のばらつき抑制動作によってばらつきを抑制するべき造形物の特性となり得る。この場合、第１のばらつき抑制動作は、任意の一つの構造層ＳＬにおける当該構造層ＳＬが位置する面内の位置ごとの、当該面に沿った方向の大きさのばらつきを抑制するための動作としてもよい。逆に言えば、領域ＷＡ１と領域ＷＡ２とに同じ特性の造形物を形成するべき状況下で領域ＷＡ１と領域ＷＡ２とを区別することなく一連の造形処理が行われると、領域ＷＡ１に形成される造形物の特性と領域ＷＡ２に形成される造形物の特性とが一致しなくなる可能性があるという条件を満たす任意の特性が、第１のばらつき抑制動作によってばらつきを抑制するべき造形物の特性として用いられてもよい。以下に説明する第２から第４のばらつき抑制動作についても同様である。
【００４８】
制御装置７は、供給領域ＭＡ（つまり、照射領域ＥＡ又は溶融池ＭＰ）に対して単位時間当たりに供給される造形材料Ｍの供給量を制御する（例えば、調整、変更又は設定する、以下同じ）ことで、造形物の高さのばらつきを抑制する第１のばらつき抑制動作を行ってもよい。以下、供給領域ＭＡに対して単位時間当たりに供給される造形材料Ｍの供給量を、説明の便宜上、“供給レート”と称する。尚、造形材料Ｍの供給量の単位として重量又は体積を用いてもよい。制御装置７は、供給レートを制御することに加えて又は代えて、照射領域ＥＡ（つまり、供給領域ＭＡ）を介して単位時間当たりに光ＥＬから造形面ＣＳに伝達される熱量を制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第１のばらつき抑制動作を行ってもよい。以下、照射領域ＥＡを介して単位時間当たりに光ＥＬから造形面ＣＳに伝達される熱量を、説明の便宜上、“熱伝達レート”と称する。制御装置７は、供給レート及び熱伝達レートの少なくとも一方を制御することに加えて又は代えて、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡ（つまり、供給領域ＭＡ又は溶融池ＭＰ）の相対的な移動速度を制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第１のばらつき抑制動作を行ってもよい。以下、供給レートを制御する第１のばらつき抑制動作、熱伝達レートを制御する第１のばらつき抑制動作及び照射領域ＥＡの移動速度を制御する第１のばらつき抑制動作について順に説明する。
【００４９】
（３−１−１）造形材料Ｍの供給レートを制御する第１のばらつき抑制動作
はじめに、図６（ａ）から図６（ｃ）を参照しながら、造形材料Ｍの供給レートを制御する第１のばらつき抑制動作について説明する。尚、説明の簡略化のために、図６（ａ）から図６（ｃ）の夫々は、層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回設定される場合における造形材料Ｍの供給レートの制御方法を示している。
【００５０】
図６（ａ）から図６（ｃ）の夫々は、横軸が時間を示し且つ縦軸が造形材料Ｍの供給レートを示すグラフである。時間の経過と共に照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上で移動するため、図６（ａ）から図６（ｃ）の横軸は、実質的には、造形面上で照射領域ＥＡが設定されている位置に対応している。つまり、図６（ａ）から図６（ｃ）の夫々は、造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている期間中の、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給レートを示している。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、制御装置７は、（ｉ）領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートがゼロになるように、供給レートを制御してもよい。言い換えれば、制御装置７は、（ｉ）照射領域ＥＡが初めて設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）照射領域ＥＡが再度設定された領域ＷＡ１に対する供給レートがゼロになるように、供給レートを制御してもよい。尚、制御装置７は、照射領域ＥＡが再度設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、照射領域ＥＡが初めて設定された領域ＷＡ１に対する供給レートよりも低くなるように、供給レートを制御してもよい。
【００５２】
或いは、制御装置７は、（ｉ）領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートがゼロになるように、供給レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、（ｉ）あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）それ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートがゼロになるように、供給レートを制御してもよい。層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回以上設定される場合においても同様に、制御装置７は、（ｉ）あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）それ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートがゼロになるように、供給レートを制御してもよい。尚、制御装置７は、あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートと同じになり、且つそれ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートよりも低くなるように、供給レートを制御してもよい。
【００５３】
このように供給レートが制御された結果、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが同じになる。より具体的には、層形成期間中にある大きさの領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に同じ大きさの領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが同じになる。つまり、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量を領域ＷＡ１の面積で除した値（つまり、単位面積当たりの造形材料Ｍの供給量）と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量を領域ＷＡ２の面積で除した値とが同じになる。このため、領域ＷＡ１及び領域ＷＡ２では、単位面積当たりで同じ量の造形材料Ｍが供給、溶融及び再固化される。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。つまり、造形材料Ｍの供給レートが制御されなかった場合と比較して、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２との差分が小さくなる。典型的には、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とが一致する。その結果、造形物の集合体である３次元構造物ＳＴの形成精度が向上する。尚、供給レートと層形成期間中に各領域ＷＡ１、ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。また、供給レートと造形物の高さｈ１、ｈ２との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。
【００５４】
或いは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されるたびに領域ＷＡ１に造形材料Ｍが供給されるように（つまり、領域ＷＡ１への供給レートがゼロにならないように）、供給レートを制御してもよい。この場合、制御装置７は、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レート及び領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートの双方が、領域ＷＡ２に対する供給レートよりも小さくなるように、供給レートを制御する。尚、制御装置７は、図６（ｂ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートと領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートとが異なるように、供給レートを制御してもよい。或いは、制御装置７は、図６（ｃ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートと領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートとが同一になるように、供給レートを制御してもよい。図６（ｂ）又は図６（ｃ）に示すように供給レートが制御された場合には、領域ＷＡ１に対する供給レートと領域ＷＡ２に対する供給レートとが常に同一である場合と比較して、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量との差分が小さくなる。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。
【００５５】
制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されるたびに領域ＷＡ１に造形材料Ｍが供給されるように供給レートを制御する場合には、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが同じになるように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レート及び領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートを制御してもよい。その結果、図５（ａ）に示すように供給レートが制御された場合と同様に、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが同じになる。領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきがより適切に抑制される。尚、供給レートと層形成期間中に各領域ＷＡ１、ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。また、供給レートと造形物の高さｈ１、ｈ２との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。
【００５６】
尚、層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回以上設定される場合においても同様に、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートが、領域ＷＡ２に対する供給レートよりも小さくなるように、供給レートを制御してもよい。更に、制御装置７は、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが同じになるように、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の領域ＷＡ１に対する供給レートを制御してもよい。尚、層形成期間中に領域ＷＡ１に供給された造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に供給された造形材料Ｍの総量とが、異なるように供給レートを制御してもよい。
【００５７】
続いて、図７から図１０を参照して、造形材料Ｍの供給レートを制御するための具体的方法について説明する。
【００５８】
制御装置７は、供給レートを制御するために、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量（つまり、噴射量）を制御してもよい。具体的には、図７に示すように、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量が多くなるほど、供給レートは大きくなる。このため、制御装置７は、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御することで、供給レートを制御することができる。材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御するために、制御装置７は、材料供給装置３を制御して、材料供給装置３から材料ノズル４１２への造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御してもよい。或いは、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御するために、制御装置７は、材料ノズル４１２を制御してもよい。例えば、材料ノズル４１２内の造形材料Ｍの供給経路中に配置されるバルブを材料ノズル４１２が備えている場合には、制御装置７は、当該バルブを制御して、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御してもよい。
【００５９】
制御装置７は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、供給レートを制御するために、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部を供給領域ＭＡ（つまり、照射領域ＥＡ又は溶融池ＭＰ）に到達する前に吹き飛ばすために造形装置４が備えるガス噴出装置４６１を制御してもよい。具体的には、ガス噴出装置４６１は、材料ノズル４１２と供給領域ＭＡとの間における造形材料Ｍの供給経路の少なくとも一部に向けて、不活性ガスを噴出する。尚、ガス噴出装置４６１は、材料ノズル４１２と供給領域ＭＡとの間における造形材料Ｍの供給経路の方向と交差する方向に沿って不活性ガスを噴出してもよい。ガス噴出装置４６１が噴出する不活性ガスは、例えば、ガス供給装置６からガス噴出装置４６１に供給される。ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出している場合には、図８（ａ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部は、供給領域ＭＡに到達される前に、供給領域ＭＡから離れるように吹き飛ばされる。つまり、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部は、供給領域ＭＡに到達しない。一方で、ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出していない場合には、図８（ｂ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍは、供給領域ＭＡから離れるように吹き飛ばされることはない。つまり、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍは、供給領域ＭＡに到達する。その結果、ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出している場合には、ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出していない場合と比較して、供給領域ＭＡに対する造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量が少なくなる。つまり、ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出している場合には、ガス噴出装置４６１が不活性ガスを噴出していない場合と比較して、供給レートは小さくなる。このため、制御装置７は、ガス噴出装置４６１を制御することで、供給レートを制御することができる。
【００６０】
制御装置７は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、供給レートを制御するために、材料ノズル４１２と供給領域ＭＡとの間における造形材料Ｍの供給経路に挿脱可能に造形装置４に配置される遮蔽部材４６２を制御してもよい。具体的には、遮蔽部材４６２は、不図示の駆動系（例えば、アクチュエータ等）によって、造形材料Ｍの供給経路に対して移動可能である。尚、遮蔽部材４６２は、材料ノズル４１２と供給領域ＭＡとの間における造形材料Ｍの供給経路の方向と交差する方向に沿って移動可能であってもよい。遮蔽部材４６２の移動に伴い、遮蔽部材４６２の状態は、遮蔽部材４６２が造形材料Ｍの供給経路を遮っていない非遮蔽状態（図９（ａ）参照）と、遮蔽部材４６２が造形材料Ｍの供給経路を遮っている遮蔽状態（図９（ｂ）参照）との間で切替可能である。遮蔽部材４６２が非遮蔽状態にある場合には、図９（ａ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍは、遮蔽部材４６２によって遮られることなく、供給領域ＭＡに到達する。一方で、遮蔽部材４６２が遮蔽状態にある場合には、図９（ｂ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部は、供給領域ＭＡに到達する前に、遮蔽部材４６２によって遮られる。つまり、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部は、供給領域ＭＡに到達しない。その結果、遮蔽部材４６２が遮蔽状態にある場合には、遮蔽部材４６２が非遮蔽状態にある場合と比較して、供給領域ＭＡに対する造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量が少なくなる。つまり、遮蔽部材４６２が遮蔽状態にある場合には、遮蔽部材４６２が非遮蔽状態にある場合と比較して、供給レートは小さくなる。このため、制御装置７は、遮蔽部材４６２を制御することで、造形材料Ｍの供給レートを制御することができる。尚、遮蔽部材４６２の状態は、遮蔽部材４６２が造形材料Ｍの供給経路の一部を遮る半遮蔽状態であってもよい。また、一箇所の供給領域ＭＡに間欠的に造形材料Ｍが供給されるように遮蔽部材４６２の状態を制御してもよい。この場合、非遮蔽状態と遮蔽状態との比（デューティ比）を制御して、当該一箇所の供給領域ＭＡに対する造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量を制御してもよい。このとき、非遮蔽状態と遮蔽状態との各々の時間は、単位時間よりも短くなってもよい。
【００６１】
尚、ガス噴出装置４６１及び遮蔽部材４６２は、いずれも、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍの少なくとも一部が供給領域ＭＡに到達することを抑制するための供給量変更装置であると言える。このため、ガス噴出装置４６１及び遮蔽部材４６２とは異なる任意の供給量変更装置を造形装置４が備えている場合には、制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御するために、任意の供給量変更装置を制御してもよい。尚、任意の供給量変更装置は、材料供給装置３及び材料供給装置３から材料ノズル４１２の供給アウトレット４１４に至る供給路のうち少なくとも一方に設けられてもよい。このような供給量変更装置としては、例えば通過流量を変更可能なバルブを用いてもよい。また、このような通過流量を変更可能なバルブは、材料供給装置３内及び供給路の少なくとも一方に設けられてもよい。このようなバルブとして、例えばバタフライバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ等を用いてもよい。
【００６２】
制御装置７は、供給レートを制御するために、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの供給方向（つまり、噴射方向）を制御してもよい。具体的には、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、制御装置７は、造形面ＣＳに対する材料ノズル４１２の向きを制御することで、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの供給方向を制御してもよい。材料ノズル４１２の向きは、駆動系４２を用いて材料ノズル４１２を移動させることで制御可能である。但し、この場合には、駆動系４２は、照射光学系４１１と材料ノズル４１２とを別々に移動させる。材料ノズル４１２の向きの制御に伴い、材料ノズル４１２の状態は、供給領域ＭＡ（つまり、照射領域ＥＡ又は溶融池ＭＰ）に向けて造形材料Ｍを供給可能な供給状態（図１０（ａ）参照）と、供給領域ＭＡ（つまり、照射領域ＥＡ又は溶融池ＭＰ）に向けて造形材料Ｍを供給不可能な非供給状態（図１０（ｂ）参照）との間で切替可能である。材料ノズル４１２が供給状態にある場合には、図１０（ａ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍは、供給領域ＭＡに到達する。一方で、材料ノズル４１２が非供給状態にある場合には、図１０（ｂ）に示すように、材料ノズル４１２から供給される造形材料Ｍは、供給領域ＭＡに到達しない。従って、材料ノズル４１２が非供給状態にある期間が長くなればなるほど、供給領域ＭＡに対する造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量が少なくなる。つまり、材料ノズル４１２が非供給状態にある期間が長くなればなるほど、造形材料Ｍの供給レートは小さくなる。このため、制御装置７は、造形材料Ｍの供給方向を制御することで、造形材料Ｍの供給レートを制御することができる。尚、材料ノズル４１２の状態は、供給領域ＭＡ（つまり、照射領域ＥＡ又は溶融池ＭＰ）の一部に向けて造形材料Ｍを供給可能な半供給状態であってもよい。この場合、材料ノズル４１２から造形材料が供給される上記一部の面積を変更して、造形材料Ｍの供給レートを制御してもよい。
【００６３】
（３−１−２）熱伝達レートを制御する第１のばらつき抑制動作
続いて、図１１（ａ）から図１１（ｃ）を参照しながら、熱伝達レートを制御する第１のばらつき抑制動作について説明する。尚、説明の簡略化のために、図１１（ａ）から図１１（ｃ）の夫々は、層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回設定される場合における造形材料Ｍの供給レートの制御方法を示している。
【００６４】
図１１（ａ）から図１１（ｃ）の夫々は、横軸が時間を示し且つ縦軸が熱伝達レートを示すグラフである。時間の経過と共に照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上で移動するため、図１１（ａ）から図１１（ｃ）の横軸は、上述した図６（ａ）から図６（ｃ）の横軸と同様に、造形面ＣＳ上で照射領域ＥＡが設定されている位置に対応している。
【００６５】
図１１（ａ）に示すように、制御装置７は、（ｉ）領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロになるように、熱伝達レートを制御してもよい。言い換えれば、制御装置７は、（ｉ）照射領域ＥＡが初めて設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）照射領域ＥＡが再度設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロになるように、熱伝達レートを制御してもよい。尚、熱伝達レートがゼロになる状態は、光ＥＬが照射されない状態と等価である。従って、制御装置７は、（ｉ）照射領域ＥＡが初めて設定された領域ＷＡ１に対して、領域ＷＡ２と同じように光ＥＬを照射し、且つ、（ｉｉ）照射領域ＥＡが再度設定された領域ＷＡ１に光ＥＬを照射しないように、造形装置４を制御しているとも言える。尚、制御装置７は、２回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが１回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートよりも低くなるように、熱伝達レートを制御してもよい。また、制御装置７は、２回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する光ＥＬの単位時間当たりの強度又はエネルギが１回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する光ＥＬの単位時間当たりの強度又はエネルギよりも低くなるように制御してもよい。
【００６６】
或いは、制御装置７は、（ｉ）領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロになるように、熱伝達レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、（ｉ）あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）それ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロになるように、熱伝達レートを制御してもよい。層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回以上設定される場合においても同様に、制御装置７は、（ｉ）あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つ、（ｉｉ）それ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロになるように、熱伝達レートを制御してもよい。尚、制御装置７は、１回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが２回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートよりも低くなるように、熱伝達レートを制御してもよい。また、制御装置７は、１回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する光ＥＬの単位時間当たりの強度又はエネルギが２回目に照射領域が設定された領域ＷＡ１に対する光ＥＬの単位時間当たりの強度又はエネルギよりも低くなるように制御してもよい。また、制御装置７は、あるタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートと同じになり、且つそれ以外のタイミングで照射領域ＥＡが設定された領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが領域ＷＡ２に対する熱伝達レートよりも低くなるように、熱伝達レートを制御してもよい。
【００６７】
このように熱伝達レートが制御された結果、層形成期間中に光ＥＬから領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に光ＥＬから領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じになる。より具体的には、層形成期間中に光ＥＬからある大きさの領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に光ＥＬから同じ大きさの領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じになる。つまり、層形成期間中に光ＥＬから領域ＷＡ１に伝達された熱の総量を領域ＷＡ１の面積で除した値（つまり、単位面積当たりに光ＥＬから伝達された熱量）と、層形成期間中に光ＥＬから領域ＷＡ２に伝達された熱の総量を領域ＷＡ２の面積で除した値とが同じになる。このため、領域ＷＡ１及び領域ＷＡ２では、単位面積当たりで同じ量の造形材料Ｍが供給、溶融及び再固化される。なぜならば、光ＥＬから伝達される熱量が多くなるほど多くの量の造形材料Ｍが溶融される可能性があるところ、光ＥＬから領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と光ＥＬから領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じであるがゆえに、領域ＷＡ１における造形材料Ｍの溶融量（具体的には、単位面積当たりの溶融量、以下同じ）と領域ＷＡ２における造形材料Ｍの溶融量とが同じになる可能性が相対的に高いからである。その結果、上述した供給レートが制御される場合と同様に、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。その結果、造形物の集合体である３次元構造物ＳＴの形成精度が向上する。尚、熱伝達レートと造形物の高さｈ１、ｈ２との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御すればよい。
【００６８】
熱伝達レートが制御される場合には更に、領域ＷＡ１では、領域ＷＡ２と同じ大きさの溶融池ＭＰが形成される。なぜならば、光ＥＬから伝達される熱量が多くなるほど大きな溶融池ＭＰが形成される可能性があるところ、光ＥＬから領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と光ＥＬから領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じであるがゆえに、領域ＷＡ１に形成される溶融池ＭＰの大きさと領域ＷＡ２に形成される溶融池ＭＰの大きさとが同じになる可能性が相対的に高いからである。その結果、上述した供給レートが制御される場合と同様に、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。というのも、溶融池ＭＰが大きくなるほど、溶融池ＭＰで溶融した後に再固化した造形材料Ｍの幅（造形面ＣＳに沿った方向のサイズ）が大きくなる可能性がある。このため、仮に、相対的に大きい溶融池ＭＰ及び相対的に小さい溶融池ＭＰに同じ分量の造形材料Ｍが供給されるとすると、相対的に大きい溶融池ＭＰが形成された部分には、相対的に幅が大きくなったことに起因して相対的に低い造形物が形成される一方で、相対的に小さい溶融池ＭＰが形成された部分には、相対的に幅が小さくなったことに起因して相対的に高い造形物が形成される可能性がある。しかるに、本実施形態では、領域ＷＡ１に形成される溶融池ＭＰの大きさと領域ＷＡ２に形成される溶融池ＭＰの大きさとが同じになるため、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。その結果、造形物の集合体である３次元構造物ＳＴの形成精度が向上する。
【００６９】
或いは、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されるたびに領域ＷＡ１に光ＥＬが照射されるように（つまり、領域ＷＡ１に対する熱伝達レートがゼロにならないように）、熱伝達レートを制御してもよい。この場合、制御装置７は、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レート及び領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートの双方が、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートよりも小さくなるように、造形材料Ｍの供給レートを制御する。尚、制御装置７は、図１１（ｂ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートと領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートとが異なるように、熱伝達レートを制御してもよい。或いは、制御装置７は、図１１（ｃ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートと領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートとが同一になるように、熱伝達レートを制御してもよい。図１１（ｂ）又は図１１（ｃ）に示すように熱伝達レートが制御された場合には、領域ＷＡ１に対する熱伝達レートと領域ＷＡ２に対する熱伝達レートとが常に同一である場合と比較して、層形成期間中に領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に伝達された熱の総量との差分が小さくなる。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。尚、熱伝達レートと造形物の高さｈ１、ｈ２との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御すればよい。
【００７０】
制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されるたびに領域ＷＡ１に光ＥＬが照射されるように熱伝達レートを制御する場合には、層形成期間中に領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じになるように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レート及び領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートを制御してもよい。その結果、図１１（ａ）に示すように熱伝達レートが制御された場合と同様に、層形成期間中に領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じになる。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきがより適切に抑制される。
【００７１】
尚、層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回以上設定される場合においても同様に、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートが、領域ＷＡ２に対する熱伝達レートよりも小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。更に、制御装置７は、層形成期間中に領域ＷＡ１に伝達された熱の総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２に伝達された熱の総量とが同じになるように、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の領域ＷＡ１に対する熱伝達レートを制御してもよい。
【００７２】
続いて、図１２から図１４を参照して、熱伝達レートを制御するための具体的方法について説明する。
【００７３】
制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量を制御してもよい。具体的には、図１２に示すように、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量が大きくなるほど、熱伝達レートは大きくなる。このため、制御装置７は、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量を制御することで、熱伝達レートを制御することができる。
【００７４】
照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度を制御するために、制御装置７は、光源５を制御してもよい。例えば、制御装置７は、光源５が射出する光ＥＬの強度を制御してもよい。光ＥＬがパルス光である場合には、パルス光の発光時間が長くなるほど（言い換えれば、パルス光の消光時間が短くなるほど）、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度が大きくなる。このため、光ＥＬがパルス光である場合には、例えば、制御装置７は、光源５が射出する光ＥＬのデューティ比を制御してもよい。
【００７５】
照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量を制御するために、制御装置７は、照射光学系４１１を制御してもよい。例えば、制御装置７は、照射光学系４１１が射出する光ＥＬの強度又はエネルギ量を制御してもよい。この場合、照射光学系４１１は、照射光学系４１１内で光ＥＬの強度又はエネルギ量を調整するための光学部材を備えていてもよい。
【００７６】
照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量を制御するために、制御装置７は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、照射光学系４１１と照射領域ＥＡとの間における光ＥＬの光路に挿脱可能に造形装置４に配置される遮光部材４７１を制御してもよい。具体的には、遮光部材４７１は、不図示の駆動系（例えば、アクチュエータ等）によって、光ＥＬの光路に対して移動可能である。遮光部材４７１の移動に伴い、遮光部材４７１の状態は、光ＥＬの光路を遮っている遮光状態（図１３（ａ）参照）と、光ＥＬの光路を遮っていない非遮光状態（図１３（ｂ）参照）との間で切替可能である。遮光部材４７１が遮光状態にある場合には、図１３（ａ）に示すように、照射光学系４１１から射出した光ＥＬは、遮光部材４７１によって遮られる。光ＥＬが透過できない材料から遮光部材４７１が形成されている場合には、光ＥＬは、照射領域ＥＡに到達しない。光ＥＬの一部が透過可能な材料から遮光部材４７１が形成されている場合には、光ＥＬの一部が、照射領域ＥＡに到達しない。つまり、遮光部材４７１によって強度が減衰した光ＥＬが、照射領域ＥＡに照射される。一方で、遮光部材４７１が非遮光状態にある場合には、図１３（ｂ）に示すように、照射光学系４１１から射出した光ＥＬは、遮光部材４７１によって遮られることなく、照射領域ＥＡに到達する。その結果、遮光部材４７１が遮光状態にある場合には、遮光部材４７１が非遮光状態にある場合と比較して、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度が小さくなる。尚、遮光部材４７１は、照射光学系４１１から射出した光ＥＬの一部を遮蔽する半遮光状態となるように、制御装置７によって制御されてもよい。尚、制御装置７は、遮光部材４７１が遮光状態にある期間と遮光部材４７１が非遮光状態にある期間との比を制御してもよい。遮光部材４７１が遮光状態にある期間が長くなるほど（言い換えれば、遮光部材４７１が非遮光状態にある期間が短くなるほど）、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度が小さくなる。また、遮光部材４７１は、照射光学系４１１の内部に設けられていてもよく、光源５と照射光学系４１１との間の光路に設けられてもよい。
【００７７】
制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、光ＥＬのフォーカス位置（言い換えれば、デフォーカス量）を制御してもよい。具体的には、フォーカス位置が造形面ＣＳから離れるほど（つまり、デフォーカス量が大きくなるほど）、造形面ＣＳに設定される照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量が小さくなる。従って、フォーカス位置が造形面ＣＳから離れるほど（つまり、デフォーカス量が大きくなるほど）、熱伝達レートは小さくなる。このため、制御装置７は、フォーカス位置を制御することで、熱伝達レートを制御することができる。フォーカス位置を制御するために、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、制御装置７は、照射光学系４１１が備える集光光学素子４７２を制御してもよい。尚、図１４（ａ）は、フォーカス位置が造形面ＣＳ上に設定されているがゆえに、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量が相対的に大きい状態を示している。一方で、図１４（ｂ）は、フォーカス位置が造形面ＣＳから離れた位置に設定されているがゆえに、照射領域ＥＡ上での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量が相対的に小さい状態を示している。或いは、フォーカス位置を制御するために、制御装置７は、駆動系４２を制御してもよい。具体的には、制御装置７は、造形面ＣＳに対してＺ軸に沿って造形ヘッド４１（特に、照射光学系４１１）を移動させることで、造形面ＣＳとフォーカス位置との間の相対位置を制御してもよい。後述するように、ステージ４３を移動させる駆動系を造形装置４が備えている場合には、制御装置７は、造形ヘッド４１に対してＺ軸に沿ってステージ４３（つまり、造形面ＣＳ）を移動させることで、造形面ＣＳとフォーカス位置との間の相対位置を制御してもよい。尚、照射光学系４１１を構成する光学部材の一部を移動させることで、造形面ＣＳとフォーカス位置との間の相対位置を制御してもよい。
【００７８】
制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、照射領域ＥＡ内での光ＥＬの強度分布又はエネルギ量分布を制御してもよい。尚、上述した照射領域ＥＡ内での光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量の制御及びフォーカス位置の制御は、照射領域ＥＡ内での光ＥＬの強度分布の制御の一具体例である。照射領域ＥＡ内での光ＥＬの強度分布を制御するために、制御装置７は、照射光学系４１１が備える強度分布を調整するための光学部材を制御してもよい。強度分布を調整するための光学部材としては、光ＥＬの光路を横切る面内で所要の濃度分布を有するフィルタ、光ＥＬの光路を横切る面内で所要の面形状を有する非球面な光学部材（例えば、屈折型の光学部材又は反射型の光学部材）、回折光学素子及び空間光変調器等の少なくとも一つを用いることができる。
【００７９】
制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、造形面ＣＳ上での照射領域ＥＡの大きさ、形状及び位置の少なくとも一つを制御してもよい。造形面ＣＳ上での照射領域ＥＡの大きさ、形状及び位置の少なくとも一つが変わると、造形面ＣＳ上での光ＥＬの強度分布又はエネルギ量分布が変わる。従って、制御装置７は、造形面ＣＳ上での照射領域ＥＡの大きさ、形状及び位置の少なくとも一つを制御することで、熱伝達レートを制御することができる。
【００８０】
制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、光ＥＬの強度と相関を有する光ＥＬの任意の特性を制御してもよい。制御装置７は、熱伝達レートを制御するために、熱伝達レートと相関を有する光ＥＬの任意の特性を制御してもよい。このような光ＥＬの任意の特性の一例として、造形面ＣＳ上での照射領域ＥＡの大きさ、形状及び位置の少なくとも一つがあげられる。なぜならば、造形面ＣＳ上での照射領域ＥＡの大きさ、形状及び位置の少なくとも一つが変わると、造形面ＣＳ上での光ＥＬの強度分布が変わるからである。また、任意の特性の一例としては、造形面ＣＳに向かう光ＥＬの波長であってもよい。光ＥＬの波長が異なると、造形材料Ｍでの光の吸収率が異なってくるため、単位時間当たりに光ＥＬから造形面ＣＳに伝達される熱量である熱伝達レートが変わる。尚、上述したように、２回目以降の造形処理においては、造形材料Ｍの造形物に溶融池が形成されることも考えられる。その場合、光ＥＬから造形面ＣＳと造形材料Ｍの光ＥＬの吸収率が異なる可能性がある。例えば、造形面ＣＳを形成する材料と造形材料Ｍとが異なる場合には、光ＥＬから造形面ＣＳと造形材料Ｍの光ＥＬの吸収率が異なる可能性がある。このような場合も光ＥＬの照射される部分の光ＥＬの吸収率などを考慮して、熱伝達レートを制御してもよい。
【００８１】
（３−１−３）照射領域ＥＡの移動速度を制御する第１のばらつき抑制動作
続いて、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）を参照しながら、照射領域ＥＡの移動速度を制御する第１のばらつき抑制動作について説明する。尚、説明の簡略化のために、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の夫々は、層形成期間中において領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回設定される場合における照射領域ＥＡの移動速度の制御方法を示している。
【００８２】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の夫々は、横軸が時間を示し且つ縦軸が照射領域ＥＡの移動速度を示すグラフである。時間の経過と共に照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上で移動するため、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の横軸は、上述した図６（ａ）から図６（ｃ）の横軸と同様に、造形面ＣＳ上で照射領域ＥＡが設定されている位置に対応している。
【００８３】
図１５（ａ）から図１５（ｂ）に示すように、制御装置７は、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度及び領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度の双方が、領域ＷＡ２に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度よりも速くなるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御する。尚、制御装置７は、図１５（ａ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度と領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度とが異なるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。或いは、制御装置７は、図１５（ｂ）に示すように、領域ＷＡ１に１回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度と領域ＷＡ１に２回目に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度とが同じになるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。
【００８４】
ここで、照射領域ＥＡの移動速度が速くなるほど、造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が短くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が短くなるほど、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が少なくなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が少なくなるほど、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が減る。更に、照射領域ＥＡの移動速度が速くなるほど、照射領域ＥＡと同じ位置に設定される供給領域ＭＡの移動速度が速くなる。供給領域ＭＡの移動速度が速くなるほど、造形面ＣＳ上のある領域部分に供給領域ＭＡが設定されている時間が短くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に供給領域ＭＡが設定されている時間が短くなるほど、当該領域部分に対する造形材料光ＥＬの供給量が少なくなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に対する造形材料ＥＬの供給量が少なくなるほど、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が減る。このため、図１５（ａ）又は図１５（ｂ）に示すように照射領域ＥＡの移動速度が制御されると、照射領域ＥＡの移動速度が常に一定である場合と比較して、層形成期間中に領域ＷＡ１で溶融した造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２で溶融した造形材料Ｍの総量との差分が小さくなる。より具体的には、層形成期間中にある大きさの領域ＷＡ１で溶融した造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に同じ大きさの領域ＷＡ２で溶融した造形材料Ｍの総量との差分が小さくなる。つまり、層形成期間中に領域ＷＡ１で溶融した造形材料Ｍの総量を領域ＷＡ１の面積で除した値（つまり、単位面積当たりの造形材料Ｍの溶融量）と、層形成期間中に領域ＷＡ２で溶融した造形材料Ｍの総量を領域ＷＡ２の面積で除した値の差分が小さくなる。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきが抑制される。
【００８５】
制御装置７は、層形成期間中に領域ＷＡ１で溶融する造形材料Ｍの総量と、層形成期間中に領域ＷＡ２で溶融する造形材料Ｍの総量とが同じになるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。例えば、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡがＮ（但し、Ｎは２以上の整数）回設定されることに起因して一連の造形処理がＮ回行われる場合には、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の照射領域ＥＡの移動速度が、領域ＷＡ２に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度のＮ倍になるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。或いは、例えば、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡがＮ回設定されることに起因して一連の造形処理がＮ回行われる場合には、制御装置７は、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが設定されている各期間中の照射領域ＥＡの移動速度の平均が、領域ＷＡ２に照射領域ＥＡが設定されている期間中の照射領域ＥＡの移動速度と同じになるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。その結果、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきがより適切に抑制される。尚、照射領域ＥＡの移動速度と造形物の高さｈ１、ｈ２との関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して移動速度を制御すればよい。
【００８６】
制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度を制御するために、駆動系４２を制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形ヘッド４１の移動速度（特に、ＸＹ平面に沿った方向の移動速度）を制御することで、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御してもよい。後述するように、ステージ４３を移動させる駆動系を造形装置４が備えている場合には、制御装置７は、ステージ４３の移動速度（特に、ＸＹ平面に沿った方向の移動速度）を制御することで、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御してもよい。後述するように、照射光学系４１１が光ＥＬを偏向可能な光学部材（例えば、ガルバノスキャナ等）を備えている場合には、制御装置７は、光ＥＬを偏向可能な光学部材を制御することで、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御してもよい。
【００８７】
（３−２）第２のばらつき抑制動作
続いて、第２のばらつき抑制動作について説明する。第２のばらつき抑制動作は、光ＥＬから伝達される熱に対する特性（以降、“熱特性”と称する）が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さなどのばらつきを抑制するための動作に相当する。特に、第２のばらつき抑制動作は、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡ（つまり、供給領域ＭＡ又は溶融池ＭＰ）の相対的な移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さのばらつきを抑制するための動作に相当する。
【００８８】
具体的には、図１６（ａ）に示すように、造形面ＣＳ上にある一つの構造層ＳＬを形成している層形成期間中において、造形面ＣＳ上での構造層ＳＬのパターンに応じた移動軌跡に沿って照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上を移動することは上述したとおりである。ここで、照射領域ＥＡは、移動軌跡に沿って常に一定の移動速度で移動するとは限らない。つまり、照射領域ＥＡの移動速度は、層形成期間中に変わる可能性がある。例えば、図１６（ａ）に示すように、造形面ＣＳ上のある地点Ｐ３において、照射領域ＥＡの移動方向が変わる可能性がある。この場合、図１６（ｂ）に示すように、当初は一定であった照射領域ＥＡの移動速度は、照射領域ＥＡが地点Ｐ３に近づくにつれて徐々に減少していく。その後、照射領域ＥＡの移動速度は、照射領域ＥＡが地点Ｐ３に到達した時点で最小になる（例えば、ゼロになる）。その後、照射領域ＥＡの移動速度は、照射領域ＥＡが地点Ｐ３から遠ざかるにつれて徐々に増加していく。その後、照射領域ＥＡの移動速度がある程度増加した後には、照射領域ＥＡは、一定の移動速度で移動する。
【００８９】
このように照射領域ＥＡの移動速度が変化すると、造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間もまた変化する。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が変化すると、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量もまた変化する。このため、照射領域ＥＡの移動速度が変化する場合には、光ＥＬから伝達される熱量に関する熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在することになる。より具体的には、照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が長くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が長くなるほど、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が多くなる。
【００９０】
造形面ＣＳ上のある領域部分に光ＥＬから伝達される熱量が変化すると、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が変化する可能性がある。造形面ＣＳ上のある領域部分における造形材料Ｍの溶融量が変化すると、当該領域部分において溶融した造形材料Ｍから形成される造形物の高さ（或いは、サイズ等の任意の特性）もまた変化する可能性がある。より具体的には、造形面ＣＳ上のある領域部分に光ＥＬから伝達される熱量が多くなるほど、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が多くなる可能性がある。造形面ＣＳ上のある領域部分に造形材料Ｍの溶融量が多くなるほど、当該領域部分において溶融した造形材料Ｍから形成される造形物が高くなる可能性がある。このため、造形面ＣＳに一定の高さの造形物を形成するべき状況下で照射領域ＥＡの移動速度の変化を考慮することなく一連の造形処理が行われると、図１６（ｂ）の下部に示すように、照射領域ＥＡの移動速度に応じて高さが異なる造形物が形成される可能性がある。より具体的には、造形面ＣＳ上のある領域部分を移動する照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、当該領域部分に形成される造形物が高くなる可能性がある。
【００９１】
一例として、照射領域ＥＡの移動速度が変わる場合には、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、造形面ＣＳ上には、照射領域ＥＡが第１の移動速度で移動する領域ＷＡ３と、照射領域ＥＡが第１の移動速度よりも遅い第２の移動速度で移動する領域ＷＡ４とが存在すると言える。この場合、領域ＷＡ３と領域ＷＡ４とに同じ高さの造形物を形成するべき状況下で領域ＷＡ３と領域ＷＡ４とを区別することなく一連の造形処理が行われると、図１６（ｂ）の下部に示すように、領域ＷＡ３に形成される造形物の高さと領域ＷＡ４に形成される造形物の高さとが一致しない可能性がある。典型的には、図１６（ｂ）に示すように、領域ＷＡ３に形成される造形物の高さは、光ＥＬから伝達される熱量が多くなる分だけ、領域ＷＡ４に形成される造形物の高さよりも高くなる可能性がある。
【００９２】
そこで、本実施形態では、制御装置７（言い換えれば、制御装置７の制御下にある造形システム１）は、第２のばらつき抑制動作を行うことで、照射領域ＥＡの移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきを抑制する。例えば、制御装置７は、第２のばらつき抑制動作を行うことで、領域ＷＡ３に形成される造形物の高さと領域ＷＡ４に形成される造形物の高さとのばらつきを抑制する。
【００９３】
制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第２のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図１７に示すように、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分を移動する照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、当該領域部分に対する供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。その結果、照射領域ＥＡが相対的に遅い移動速度で移動する領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量が少なくなる。造形材料Ｍの供給量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、照射領域ＥＡが相対的に遅い移動速度で移動する領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、照射領域ＥＡの移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、移動速度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。
【００９４】
一例として、図１８の１段目のグラフ（図１６（ｂ）の上部のグラフと同一）に示すように照射領域ＥＡの移動速度が変化する場合には、制御装置７は、図１８の２段目のグラフに示すように供給レートが変化するように、供給レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、照射領域ＥＡが相対的に早い第１の移動速度で移動する領域ＷＡ３に対する供給レートが、照射領域ＥＡが相対的に遅い第２の移動速度で移動する領域ＷＡ４に対する供給レートよりも大きくなるように、供給レートを制御してもよい。その結果、図１８の３段目に示すように、照射領域ＥＡの移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域に、一定の高さの造形物が形成可能となる。つまり、領域ＷＡ３に形成される造形物の高さと領域ＷＡ４に形成される造形物の高さとのばらつきが抑制される。尚、図１８では、照射領域ＥＡの移動速度に関わらず一定に維持された供給レート及びその場合に形成される造形物を、比較例として一点鎖線で示している。
【００９５】
制御装置７は、供給レートを制御することに加えて又は変えて、熱伝達レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第２のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図１９に示すように、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分を移動する照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、当該領域部分に対する熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。その結果、照射領域ＥＡが相対的に遅い移動速度で移動する領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が少なくなる。伝達される熱量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、照射領域ＥＡが相対的に遅い移動速度で移動する領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、照射領域ＥＡの移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、移動速度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御すればよい。
【００９６】
一例として、図２０の１段目のグラフ（図１６（ｂ）の上部のグラフと同一）に示すように照射領域ＥＡの移動速度が変化する場合には、制御装置７は、図２０の２段目のグラフに示すように熱伝達レートが変化するように、熱伝達レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、照射領域ＥＡが相対的に早い第１の移動速度で移動する領域ＷＡ３に対する熱伝達レートが、照射領域ＥＡが相対的に遅い第２の移動速度で移動する領域ＷＡ４に対する熱伝達レートよりも大きくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。その結果、図２０の３段目に示すように、照射領域ＥＡの移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域に、一定の高さの造形物が形成可能となる。つまり、領域ＷＡ３に形成される造形物の高さと領域ＷＡ４に形成される造形物の高さとのばらつきが抑制される。尚、図２０では、照射領域ＥＡの移動速度に関わらず一定に維持された熱伝達レート及びその場合に形成される造形物を、比較例として一点鎖線で示している。
【００９７】
尚、第２のばらつき抑制動作において供給レート及び熱伝達レートの夫々を制御するための具体的方法は、上述した第１のばらつき抑制動作において供給レート及び熱伝達レートの夫々を制御するための具体的方法と同じであってもよい。このため、供給レート及び熱伝達レートの夫々を制御するための具体的方法についての説明は省略する。
【００９８】
また、第２のばらつき抑制動作において抑制するべき造形物の高さのばらつきが生ずる原因の一つが、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡ（つまり、供給領域ＭＡ）の相対的な移動速度が変化することであることは上述したとおりである。そうすると、照射領域ＥＡの移動速度を制御して本来の移動速度から変えたとしても所望の構造層ＳＬ（更には、３次元構造物ＳＴ）を形成することができる場合には、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度を制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第２のばらつき抑制動作を行ってもよい。この場合、照射領域ＥＡの移動速度が制御されることで、造形物の高さのばらつきが生ずる原因（つまり、造形物の高さのばらつきが生ずるという技術的課題）そのものが解消される。このため、照射領域ＥＡの移動速度を制御する第２のばらつき抑制動作は、造形物の高さのばらつきが生ずる原因を排除するための動作であるとも言える。一方で、照射領域ＥＡの移動軌跡のパターンによっては、照射領域ＥＡの移動速度を制御して本来の移動速度から変えることができない可能性がある。この場合には、制御装置７は、造形物の高さのばらつきを抑制する第２のばらつき抑制動作を行うために、照射領域ＥＡの移動速度を制御しなくてもよい。尚、移動速度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して移動速度を制御すればよい。
【００９９】
（３−３）第３のばらつき抑制動作
続いて、第３のばらつき抑制動作について説明する。第３のばらつき抑制動作は、第２のばらつき抑制動作と同様に、熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さなどのばらつきを抑制するための動作に相当する。但し、第３のばらつき抑制動作は、表面の少なくとも一部が造形面ＣＳに設定されている既存構造物（例えば、ワークＷ及び既に形成済みの構造層ＳＬの少なくとも一方）における熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さのばらつきを抑制するための動作に相当する。
【０１００】
具体的には、３次元構造物ＳＴが形成される場合には、造形面ＣＳに光ＥＬが照射されることは上述したとおりである。造形面ＣＳには、光ＥＬから熱が伝達される。この熱は、造形面ＣＳを介して既存構造物の内部にも伝達（実質的には、拡散）される。ここで、既存構造物の特性（例えば、構造、材質及び形状の少なくとも一方）によっては、既存構造物における熱の拡散度合い（つまり、拡散のしやすさ又はしにくさを示す指標）が均一であるとは限らない。つまり、光ＥＬから伝達される熱の拡散度合いに関する熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する可能性がある。例えば、造形面ＣＳ上には、光ＥＬから伝達された熱が相対的に拡散されにくい領域と、光ＥＬから伝達された熱が相対的に拡散されやすい領域とが存在する可能性がある。
【０１０１】
例えば、図２１（ａ）に示すように、既存構造物は、造形面ＣＳが設定される表面ＳＦ１に加えて、造形面ＣＳが設定されない表面ＳＦ２を有する。この場合、造形面ＣＳ上のある領域部分と表面ＳＦ２との近接度合いに応じて、造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達された熱の拡散度合いを推定可能である。具体的には、図２１（ａ）に示すように、造形面ＣＳ上の領域ＷＡ５は、造形面ＣＳ上の領域ＷＡ６よりも表面ＳＦ２に近い。このため、領域ＷＡ５に伝達された熱の拡散経路（つまり、既存構造物の内部の拡散経路）は、領域ＷＡ６に伝達された熱の拡散経路よりも小さく又は少なくなる。従って、造形面ＣＳ上のある領域部分と造形面ＣＳが設定されない表面ＳＦ２との間の距離が短くなるほど、当該領域部分に伝達された熱が拡散されにくくなる。尚、図２１（ａ）に示す例では、造形面ＣＳ上には、光ＥＬから伝達された熱が相対的に拡散されにくい領域ＷＡ５と、光ＥＬから伝達された熱が相対的に拡散されやすい領域ＷＡ６とが存在しているとも言える。
【０１０２】
熱が相対的に拡散されにくい領域ＷＡ５では、熱が相対的に拡散されやすい領域ＷＡ６と比較して、熱が相対的に長い時間蓄積される。その結果、領域ＷＡ５では、熱が相対的に長い時間蓄積される分だけ、領域ＷＡ６よりも多くの造形材料Ｍが溶融する可能性がある。このため、造形面ＣＳに一定の高さの造形物を形成するべき状況下で熱の拡散度合いの違いを考慮することなく一連の造形処理が行われると、熱の拡散度合いの違いに応じて高さが異なる造形物が形成される可能性がある。より具体的には、造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達された熱が拡散されにくくなるほど、当該領域部分に形成される造形物が高くなる可能性がある。一例として、例えば、領域ＷＡ５と領域ＷＡ６とに同じ高さの造形物を形成するべき状況下で領域ＷＡ５と領域ＷＡ５とを区別することなく一連の造形処理が行われると、図２１（ｂ）に示すように、領域ＷＡ５に形成される造形物Ｓ５の高さｈ５と領域ＷＡ６に形成される造形物Ｓ６の高さｈ６とが一致しない可能性がある。
【０１０３】
そこで、本実施形態では、制御装置７（言い換えれば、制御装置７の制御下にある造形システム１）は、第３のばらつき抑制動作を行うことで、熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきを抑制する。例えば、制御装置７は、第３のばらつき抑制動作を行うことで、領域ＷＡ５に形成される造形物の高さと領域ＷＡ６に形成される造形物の高さとのばらつきを抑制する。
【０１０４】
制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第３のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２２に示すように、制御装置７は、熱が拡散しにくくなるほど供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達された熱が拡散されにくくなるほど、当該領域部分に対する供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。その結果、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量が少なくなる。造形材料Ｍの供給量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、熱の拡散度合いと造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御すればよい。
【０１０５】
制御装置７は、供給レートを制御することに加えて又は変えて、熱伝達レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第３のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２３に示すように、制御装置７は、熱が拡散しにくくなるほど熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達された熱が拡散されにくくなるほど、当該領域部分に対する熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。その結果、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対して伝達される熱量が少なくなる。伝達される熱量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、熱の拡散度合いと造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御すればよい。
【０１０６】
制御装置７は、供給レート及び熱伝達レートの少なくとも一方を制御することに加えて又は変えて、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第３のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２４に示すように、制御装置７は、熱が拡散しにくくなるほど照射領域ＥＡの移動速度が速くなるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達された熱が拡散されにくくなるほど、当該領域部分に照射領域ＥＡが設定されている場合の照射領域ＥＡの移動速度が速くなるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている場合の照射領域ＥＡの移動速度が速くなるほど、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量及び当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が少なくなることは、既に上述したとおりである。このため、図２４に示すように照射領域ＥＡの移動速度が制御されると、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量及び当該領域部分に対して伝達される熱量が少なくなる。このため、熱が相対的に拡散しにくい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、熱の拡散度合いと造形物の高さとの関係が非線形である場合には、この非線形な関係を考慮して移動測度を制御すればよい。
【０１０７】
尚、第３のばらつき抑制動作において供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法は、上述した第１のばらつき抑制動作において供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法と同じであってもよい。このため、供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法についての説明は省略する。
【０１０８】
尚、第３のばらつき抑制動作の説明においては、熱特性として熱の経時的な特性を例に挙げて説明したが、熱に関する他の特性であってもよい。
【０１０９】
（３−４）第４のばらつき抑制動作
続いて、第４のばらつき抑制動作について説明する。第４のばらつき抑制動作は、第２のばらつき抑制動作と同様に、熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さなどのばらつきを抑制するための動作に相当する。但し、第４のばらつき抑制動作は、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合に、造形物の高さのばらつきを抑制するための動作に相当する。
【０１１０】
具体的には、３次元構造物ＳＴを構成する各構造層ＳＬが形成される場合には、造形面ＣＳ上で照射領域ＥＡが移動し且つ造形面ＣＳ上で造形物を形成したい領域に照射領域ＥＡが設定されたタイミングで光ＥＬが照射されることは上述したとおりである。ここで、照射領域ＥＡの移動軌跡のパターン及び構造層ＳＬのパターン（つまり、造形面ＣＳ上で造形物を形成したい領域の分布パターン）の少なくとも一方によっては、造形面ＣＳ上に、光ＥＬが照射される頻度が異なる領域が存在する可能性がある。例えば、図２５（ａ）に示すように、造形面ＣＳ上に、光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域ＷＡ７と、光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域ＷＡ８とが存在する可能性がある。
【０１１１】
尚、造形面ＣＳ上のある領域に光ＥＬが照射される頻度は、当該ある領域の一部に光ＥＬが照射されてから次に当該ある領域の別の一部に光ＥＬが照射されるまでの時間が短くなるほど、高くなる。造形面ＣＳ上のある領域に光ＥＬが照射される頻度は、当該ある領域に単位時間当たりに光ＥＬが照射される回数が多くなるほど、高くなる。造形面ＣＳ上のある領域に光ＥＬが照射される頻度は、当該ある領域に単位面積当たりに光ＥＬが照射される回数が多くなるほど、高くなる。
【０１１２】
光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域ＷＡ７では、光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域ＷＡ８と比較して、光ＥＬから伝達される熱によって加熱した領域ＷＡ７が冷却される前に新たに領域ＷＡ７に照射された光からの熱によって更に領域ＷＡ７が加熱される可能性が高くなる。つまり、光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域ＷＡ７では、光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域ＷＡ８と比較して、光ＥＬからの熱が放熱されにくくなる。言い換えれば、光ＥＬが相対的に高頻度に照射される領域ＷＡ７では、光ＥＬが相対的に低頻度に照射される領域ＷＡ８と比較して、光ＥＬからの熱が相対的に長い時間蓄積される。その結果、領域ＷＡ７では、熱が相対的に長い時間蓄積される分だけ、領域ＷＡ８よりも多くの造形材料Ｍが溶融する可能性がある。このため、造形面ＣＳに一定の高さの造形物を形成するべき状況下で光ＥＬが照射される頻度の違いを考慮することなく一連の造形処理が行われると、光ＥＬが照射される頻度の違いに応じて高さが異なる造形物が形成される可能性がある。より具体的には、造形面ＣＳ上のある領域に光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど、当該領域部分に形成される造形物が高くなる可能性がある。一例として、例えば、領域ＷＡ７と領域ＷＡ８とに同じ高さの造形物を形成するべき状況下で領域ＷＡ７と領域ＷＡ８とを区別することなく一連の造形処理が行われると、図２５（ｂ）に示すように、領域ＷＡ７に形成される造形物Ｓ７の高さｈ７と領域ＷＡ８に形成される造形物Ｓ８の高さｈ８とが一致しない可能性がある。
【０１１３】
そこで、本実施形態では、制御装置７（言い換えれば、制御装置７の制御下にある造形システム１）は、第４のばらつき抑制動作を行うことで、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきを抑制する。例えば、制御装置７は、第４のばらつき抑制動作を行うことで、領域ＷＡ７に形成される造形物の高さと領域ＷＡ８に形成される造形物の高さとのばらつきを抑制する。
【０１１４】
制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第４のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２６に示すように、制御装置７は、光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど、当該領域部分に対する供給レートが小さくなるように、供給レートを制御してもよい。その結果、光ＥＬが照射される頻度が高い領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量が少なくなる。造形材料Ｍの供給量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、光ＥＬが照射される頻度が高い領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、光ＥＬが照射される頻度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、その非線形な関係を考慮して供給レートを制御してもよい。
【０１１５】
制御装置７は、供給レートを制御することに加えて又は変えて、熱伝達レートを制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第４のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２７に示すように、制御装置７は、光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど、当該領域部分に対する熱伝達レートが小さくなるように、熱伝達レートを制御してもよい。その結果、光ＥＬが照射される頻度が高い領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対して伝達される熱量が少なくなる。伝達される熱量が少なくなると、造形材料Ｍの溶融量もまた少なくなる。このため、光ＥＬが照射される頻度が高い領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、光ＥＬが照射される頻度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、その非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御してもよい。
【０１１６】
制御装置７は、供給レート及び熱伝達レートの少なくとも一方を制御することに加えて又は変えて、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御することで、造形物の高さのばらつきを抑制する第４のばらつき抑制動作を行ってもよい。具体的には、図２８に示すように、制御装置７は、光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど照射領域ＥＡの移動速度が速くなるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。つまり、制御装置７は、造形面ＣＳ上のある領域部分に光ＥＬが照射される頻度が高くなるほど、当該領域部分に照射領域ＥＡが設定されている場合の照射領域ＥＡの移動速度が速くなるように、照射領域ＥＡの移動速度を制御してもよい。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている場合の照射領域ＥＡの移動速度が速くなるほど、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量及び当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が少なくなることは、既に上述したとおりである。このため、図２８に示すように照射領域ＥＡの移動速度が制御されると、光ＥＬが照射される頻度が高い領域部分に形成される造形物が相対的に高くなる状況下において、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量及び当該領域部分に対して伝達される熱量が少なくなる。このため、光ＥＬが照射される頻度が高いい領域部分に形成される造形物が相対的に高くなることが抑制される。その結果、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきが抑制される。尚、光ＥＬが照射される頻度と造形物の高さとの関係が非線形である場合には、その非線形な関係を考慮して移動速度を制御してもよい。
【０１１７】
尚、第４のばらつき抑制動作において供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法は、上述した第１のばらつき抑制動作において供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法と同じであってもよい。このため、供給レート、熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の夫々を制御するための具体的方法についての説明は省略する。
【０１１８】
尚、第４のばらつき抑制動作の説明においては、熱特性として熱の経時的な特性を例に挙げて説明したが、熱に関する他の特性であってもよい。
【０１１９】
（３−５）ばらつき抑制動作の変形例
上述した説明では、制御装置７は、造形面ＣＳ上の異なる領域に形成される造形物の高さ（或いは、サイズ等の任意の特性）のばらつきを抑制するために、造形材料Ｍの供給レート、熱伝達レート及び造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御している。しかしながら、逆に言えば、制御装置７は、供給レート、熱伝達レート及び造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御することで、造形面ＣＳ上に形成される造形物（更には、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴ）の特性を制御することができる。このため、制御装置７は、造形面ＣＳ上に形成される造形物（更には、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴ）の特性が所望の特性となるように、供給レート、熱伝達レート及び造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御してもよい。つまり、制御装置７は、特性のばらつきを抑制する目的とは異なる目的で、供給レート、熱伝達レート及び造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御してもよい。例えば、制御装置７は、後述するマーキング動作で形成されるマークの特性（例えば、高さ及びサイズの少なくとも一方）を制御するために、供給レート、熱伝達レート及び造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御してもよい。
【０１２０】
上述した説明では、熱特性が異なる複数の領域が造形面ＣＳに存在する原因の一例として、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度の違い、表面の少なくとも一部が造形面ＣＳに設定されている既存構造物における熱の拡散度合いの違い、及び、光ＥＬが照射される頻度の違いについて説明している。しかしながら、その他の理由で、熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する可能性もある。この場合においても、熱特性が異なる領域に同じ特性の造形物を形成するべき状況下で熱特性の違いを考慮することなく一連の造形処理が行われると特性がばらついた造形物が形成される可能性がある。このため、制御装置７は、上述した原因とは異なるその他の原因で熱特性が異なる領域に形成される造形物の高さのばらつきを抑制するためのばらつき抑制動作を行ってもよい。尚、熱特性が異なる複数の領域が造形面ＣＳに存在する場合として、造形面ＣＳの場所ごとに材料の種類や密度等が異なる場合が挙げられる。
【０１２１】
（４）マーキング動作
続いて、上述した造形動作を用いて造形面ＣＳにマークＳＭを形成するためのマーキング動作について説明する。
【０１２２】
（４−１）マーキング動作の概要
マーキング動作は、上述した造形動作を用いて造形面ＣＳ上に所定の分布パターンで分布する造形物を形成することで、当該造形物の集合体から構成されるマークＳＭを造形面ＣＳに形成するための動作である。
【０１２３】
マークＳＭは、造形面ＣＳに沿った平面上で所定の意味を有する記号に関するマークを含んでいてもよい。記号は、例えば、任意の文字を意味する記号、任意の数字を意味する記号、任意の図形を意味する記号、任意の印を意味する記号及びその他何らかの意味を有する記号の少なくとも一つを含んでいてもよい。例えば、図２９は、造形面ＣＳ上に、アルファベットのＮを意味する記号に関するマークＳＭ１、感嘆符を意味する記号に関するマークＳＭ２及び円形の図形を意味する記号に関するマークＳＭ３が造形面ＣＳ上に形成されている例を示している。
【０１２４】
マークＳＭは、図２９の下部に示すように、造形面ＣＳから凸状に突き出た構造物である。マークＳＭは、単一の構造層ＳＬを含む構造物であってもよい。つまり、マークＳＭは、単一の構造層ＳＬから構成されていてもよい。この場合、マークＳＭの高さ（つまり、造形面ＣＳからマークＳＭの上面（つまり、＋Ｚ側の面）までの長さ、以下同じ）は、構造層ＳＬの高さと同じになる。或いは、マークＳＭは、積層された複数の構造層ＳＬを含む構造物であってもよい。つまり、マークＳＭは、積層された複数の構造層ＳＬから構成されていてもよい。この場合、マークＳＭの高さは、積層された複数の構造層ＳＬの高さと同じになる。従って、マークＳＭの高さは、典型的には、マークＳＭを構成する構造層ＳＬの数が増えるほど高くなる。
【０１２５】
但し、マークＳＭの高さの最大値は、造形面ＣＳに沿った方向におけるマークＳＭのサイズの最小値を超えない。つまり、マークＳＭのうち最も高い部分の高さは、マークＳＭのうち最も細い部分のサイズを超えない。例えば、図２９に示す例では、マークＳＭ１の高さの最大値ｈｍ１は、造形面ＣＳに沿った方向におけるマークＳＭ１のサイズの最小値ｗｍ１を超えない。マークＳＭ２の高さの最大値ｈｍ２は、造形面ＣＳに沿った方向におけるマークＳＭ２のサイズの最小値ｗｍ２を超えない。但し、高さの最大値が造形面ＣＳに沿った方向におけるマークＳＭのサイズの最小値を超えているマークＳＭが形成されてもよい。
【０１２６】
このようなマークＳＭを形成するために、制御装置７は、まず、造形面ＣＳに形成するべきマークＳＭに関する座標データを取得する。座標データは、造形面ＣＳ上でマークＳＭが分布する位置（つまり、マークＳＭを構成する造形物を形成するべきマーク形成領域が分布する位置）を示すデータである。造形面ＣＳが平面であることから、座標データは、２次元座標系上でマークＳＭが分布する位置に対応付けられた（或いは、関連付けられた）データに相当する。このような座標データの一例として、フォントデータ（例えば、ビットマップフォントデータ等）及び画像データ（例えば、ビットマップ画像データ等）のうちの少なくとも一方があげられる。制御装置７は、座標データを提供する他の装置から座標データを取得してもよい。或いは、制御装置７は、制御装置７自身で座標データを生成してもよい。この場合、制御装置７は、まず、造形面ＣＳに形成するべきマークＳＭに対応する記号を示す記号情報を取得する。例えば、制御装置７は、造形面ＣＳに形成したい記号を入力するためにユーザが操作可能な入力装置から、当該記号を指定するユーザの操作内容に関する情報を、記号情報として取得する。その後、制御装置７は、取得した記号情報を、座標データに変換する。例えば、制御装置７は、記号情報が示す記号を、二次元平面上での記号パターンに変換し、当該記号パターンが分布する領域の２次元平面上での座標を特定する。その結果、制御装置７は、特定した座標を示す座標データを取得することができる。
【０１２７】
座標データを取得した後、制御装置７は、座標データに基づいて造形動作を行うことで、マークＳＭを形成する。具体的には、制御装置７は、座標データに基づいて少なくとも一つの構造層ＳＬを形成することで、当該構造層ＳＬから構成されるマークＳＭを形成する。各構造層ＳＬを形成する場合には、制御装置７は、図３０（ａ）に示すように、Ｙ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動とＸ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動とを繰り返すように造形面ＣＳに対して照射領域ＥＡを移動させながら、座標データが示すマーク形成領域と照射領域ＥＡとが重なるタイミングで光ＥＬを照射するように、造形装置４を制御してもよい。言い換えると、照射領域ＥＡを造形面ＣＳ上でラスタスキャンするように移動させてもよい。或いは、制御装置７は、図３０（ｂ）に示すように、座標データが示すマーク形成領域の分布パターンに沿って照射領域ＥＡを移動させながら光ＥＬを照射するように、造形装置４を制御してもよい。言い換えると、照射領域ＥＡを造形面ＣＳ上でベクタースキャンするように移動させてもよい。いずれにせよ、造形面ＣＳ上には、マークＳＭに応じたパターン（つまり、溶融池ＭＰの移動軌跡に応じたパターン）の構造層ＳＬが形成される。
【０１２８】
尚、制御装置７は、マーキング動作を行っている期間の少なくとも一部において、上述したばらつき抑制動作を行ってもよい。つまり、制御装置７は、マーキング動作を行っている期間の少なくとも一部において、上述したばらつき抑制動作を行うことで、マーキング動作によって形成されるマークＳＭの特性（例えば、高さ及びサイズの少なくとも一方）のばらつきを抑制してもよい。例えば、マークＳＭを形成する期間の少なくとも一部において、造形面ＣＳ上の同じ領域に２回以上照射領域ＥＡが設定される場合には、制御装置７は、上述した第１のばらつき抑制動作を行ってもよい。例えば、マークＳＭを形成する期間の少なくとも一部において、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度の違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合には、制御装置７は、上述した第２のばらつき抑制動作を行ってもよい。例えば、マークＳＭを形成する期間の少なくとも一部において、表面の少なくとも一部が造形面ＣＳに設定されている既存構造物における熱の拡散度合いの違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合には、制御装置７は、上述した第３のばらつき抑制動作を行ってもよい。例えば、マークＳＭを形成する期間の少なくとも一部において、光ＥＬが照射される頻度の違いに起因して熱特性が異なる領域が造形面ＣＳに存在する場合には、制御装置７は、上述した第４のばらつき抑制動作を行ってもよい。
【０１２９】
（４−２）マークＳＭの特性を制御するための特性制御動作
続いて、マーキング動作によって形成されるマークＳＭの特性を制御するための特性制御動作について説明する。本実施形態では、造形システム１は、特性制御動作の一例として、マークＳＭのサイズを制御するサイズ制御動作、マークＳＭの高さを制御する高さ制御動作、マークＳＭの表面（特に、マークＳＭを構成する凸状の構造物の上面）の形状を制御する形状制御動作、及び、マークＳＭの色調を制御する色調制御動作の少なくとも一つを行う。このため、以下では、サイズ制御動作、高さ制御動作、形状制御動作及び色調制御動作について順に説明する。尚、造形システム１は、マークＳＭのその他の特性を制御するための特性制御動作を行ってもよい。
【０１３０】
（４−２−１）サイズ制御動作
はじめに、サイズ制御動作について説明する。サイズ制御動作は、マークＳＭのサイズ（特に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方のサイズであり、例えば、幅）を制御するための特性制御動作である。尚、マークＳＭのサイズは、造形面ＣＳの面内方向におけるサイズであってもよい。造形システム１は、制御装置７の制御下で、サイズ制御動作を行うことで、所望のサイズのマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、サイズ制御動作を行うことで、夫々同じ記号を示しながらもサイズが異なる複数のマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、サイズ制御動作を行うことで、マークＳＭの形成中にマークＳＭのサイズを変えながらマークＳＭを形成することができる。
【０１３１】
例えば、図３１（ａ）から図３１（ｄ）は、いずれも、造形面ＣＳに形成された線状の図形に関するマークＳＭ１１及び円形の図形に関するマークＳＭ１２を示している。図３１（ａ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１のサイズ（具体的には、Ｙ軸方向のサイズであり、幅）が、所望の第１サイズｗｍ１１になり、且つ、マークＳＭ１２のサイズが、所望の第２サイズｗｍ１２になるように、サイズ制御動作を行っている。図３１（ｂ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１のサイズが、第１サイズｗｍ１１よりも小さい所望の第３サイズｗｍ１３になり、且つ、マークＳＭ１２のサイズが、第２サイズｗｍ１２よりも大きい所望の第４サイズｗｍ１４になるように、サイズ制御動作を行っている。尚、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１の一の部分のサイズと、一の部分とは異なるマークＳＭ１１の他の部分のサイズとが同じになるように（つまり、マークＳＭ１１の形成中にサイズを変えないように）、サイズ制御動作を行っているとも言える。図３１（ｃ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１の長手方向（つまり、Ｘ軸方向）に沿って、マークＳＭ１１のサイズが第１サイズｗｍ１１から第１サイズｗｍ１１よりも大きい第５サイズｗｍ１５にまで連続的に変化する（ここでは、大きくなる）ように、サイズ制御動作を行っている。図３１（ｄ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１の長手方向に沿って、マークＳＭ１１のサイズが第１サイズｗｍ１１から第５サイズｗｍ１５にまで段階的に又は離散的に変化する（ここでは、大きくなる）ように、サイズ制御動作を行っている。尚、図３１（ｃ）及び図３１（ｄ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭ１１の一の部分のサイズと、一の部分とは異なるマークＳＭ１１の他の部分のサイズとが異なるものとなるように（つまり、マークＳＭ１１の形成中にサイズを変えるように）、サイズ制御動作を行っているとも言える。
【０１３２】
制御装置７は、熱伝達レートを制御することで、マークＳＭのサイズを制御してもよい。具体的には、造形面ＣＳのある領域部分に対する熱伝達レートが大きくなるほど、当該領域部分に光ＥＬから伝達される熱量が大きくなる。造形面ＣＳのある領域部分に伝達される熱量が多くなるほど、当該領域部分に形成される溶融池ＭＰのサイズが大きくなる。造形面ＣＳのある領域部分における溶融池ＭＰのサイズが大きくなるほど、当該領域部分に形成される造形物のサイズが大きくなる。造形面ＣＳのある領域部分に形成される造形物のサイズが大きくなるほど、当該造形物から構成されるマークＳＭのサイズも大きくなる。つまり、図３２に示すように、熱伝達レートが大きくなるほど、マークＳＭのサイズも大きくなる。従って、制御装置７は、熱伝達レートを制御することで、マークＳＭのサイズを制御することができる。尚、サイズ制御動作を含む特性制御動作において熱伝達レートを制御するための具体的方法は、上述したばらつき抑制動作において熱伝達レートを制御するための具体的方法と同じであってもよい。従って、特性制御動作の説明においては、熱伝達レートを制御するための具体的方法についての説明は省略する。尚、熱伝達レートとマークＳＭのサイズとの関係が非線形な関係となる場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御してもよい。
【０１３３】
制御装置７は、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御することで、マークＳＭのサイズを制御してもよい。具体的には、造形面ＣＳのある領域部分における照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が長くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡが設定されている時間が長くなるほど、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が多くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達される熱量が多くなるほど、当該領域部分に形成される造形物のサイズ（更には、マークＳＭのサイズ）が大きくなる。つまり、図３３に示すように、照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、マークＳＭのサイズも大きくなる。従って、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度を制御することで、マークＳＭのサイズを制御することができる。尚、サイズ制御動作を含む特性制御動作において照射領域ＥＡの移動速度を制御するための具体的方法は、上述したばらつき抑制動作において照射領域ＥＡの移動速度を制御するための具体的方法と同じであってもよい。従って、特性制御動作の説明においては、照射領域ＥＡの移動速度を制御するための具体的方法についての説明は省略する。尚、移動速度とマークＳＭのサイズとの関係が非線形な関係となる場合には、この非線形な関係を考慮して移動速度を制御してもよい。
【０１３４】
制御装置７は、照射領域ＥＡのサイズを制御することで、マークＳＭのサイズを制御してもよい。具体的には、造形面ＣＳ上のある領域部分に設定される照射領域ＥＡのサイズが大きくなるほど、当該領域部分において光ＥＬが実際に照射される領域のサイズが大きくなる。造形面ＣＳ上のある領域部分において光ＥＬが実際に照射される領域のサイズが大きくなるほど、当該領域部分に形成される溶融池ＭＰのサイズが大きくなる。造形面ＣＳのある領域部分における溶融池ＭＰのサイズが大きくなるほど、当該領域部分に形成される造形物のサイズ（更には、マークＳＭのサイズ）が大きくなる。つまり、図３４に示すように、照射領域ＥＡのサイズが大きくなるほど、マークＳＭのサイズも大きくなる。従って、制御装置７は、照射領域ＥＡのサイズを制御することで、マークＳＭのサイズを制御することができる。尚、照射領域ＥＡのサイズとマークＳＭのサイズとの関係が非線形な関係となる場合には、この非線形な関係を考慮して照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。
【０１３５】
照射領域ＥＡのサイズを制御するために、制御装置７は、照射光学系４１１を制御してもよい。例えば、制御装置７は、照射領域ＥＡのサイズを制御するために照射光学系４１１が備えている光学部材を制御することで、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。このような光学部材の一例として、集光光学素子、光ＥＬが通過可能な開口の形状及び大きさの少なくとも一方を変更可能な絞り部材、並びに、照射光学系４１１の光軸に交差する面（つまり、光ＥＬの伝搬方向に交差する面）内において光ＥＬが通過可能な領域と光ＥＬを遮光可能な領域とを可変に設定可能な光成形部材等の少なくとも一つがあげられる。或いは、照射光学系４１１に対する造形面ＣＳの相対的な位置（特に、Ｚ軸方向における相対的な位置）が変わると照射領域ＥＡのサイズもまた変わり得るがゆえに、制御装置７は、駆動系４２を制御して照射光学系４１１に対する造形面ＣＳの相対的な位置を制御することで、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。
【０１３６】
図３５（ａ）から図３５（ｂ）に示すように、あるマークＳＭが、複数の線状構造物ＬＰから構成されることがある。このような複数の線状構造物ＬＰから構成されるマークＳＭは、例えば、図５（ａ）及び図３０（ａ）に示すように、Ｙ軸方向に沿って照射領域ＥＡを移動させながら光ＥＬを照射する動作と光ＥＬを照射することなくＸ軸方向に沿って照射領域ＥＡを移動させる動作とが繰り返される場合に形成される可能性がある。具体的には、Ｙ軸方向に沿って照射領域ＥＡを移動させながら光ＥＬを照射することでＹ軸方向に延伸するように形成される複数の線状構造物ＬＰが、Ｘ軸方向に沿って隙間なく又は隙間を空けて形成されると、当該複数の線状構造物ＬＰの集合体に相当するマークＳＭが形成可能である。
【０１３７】
このようにマークＳＭが複数の線状構造物ＬＰから構成される場合には、制御装置７は、マークＳＭを構成する複数の線状構造物ＬＰの数を制御することで、マークＳＭのサイズ（特に、複数の線状構造物ＬＰが並ぶ方向に沿ったサイズ）を制御してもよい。具体的には、図３５（ａ）及び図３５（ｂ）に示すように、マークＳＭを構成する複数の線状構造物ＬＰの数が少なくなるほど、マークＳＭのサイズが小さくなる。図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、Ｎ１本の線状構造物ＬＰから構成されるマークＳＭのサイズｗｍ１６よりも、Ｎ２（但し、Ｎ２＜Ｎ１）本の線状構造物ＬＰから構成されるマークＳＭのサイズｗｍ１７が小さくなる例を示している。
【０１３８】
このようにマークＳＭが複数の線状構造物ＬＰから構成される場合には、制御装置７は、マークＳＭを構成する複数の線状構造物ＬＰの長さを制御することで、マークＳＭのサイズ（特に、複数の線状構造物ＬＰの長手方向又は延伸方向に沿ったサイズ）を制御してもよい。具体的には、図３５（ｃ）及び図３５（ｄ）に示すように、マークＳＭを構成する複数の線状構造物ＬＰの長さが短くなるほど、マークＳＭのサイズが小さくなる。図３５（ｃ）及び図３５（ｄ）は、相対的に長い（具体的には、長さがｗｍ１８となる）線状構造物ＬＰから構成されるマークＳＭのサイズｗｍ１８よりも、相対的に短い（具体的には、長さがｗｍ１９（但し、ｗｍ１９＜ｗｍ１８）となる）線状構造物ＬＰから構成されるマークＳＭのサイズｗｍ１９が小さくなる例を示している。
【０１３９】
尚、制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートの制御、熱伝達レートの制御、移動速度の制御及び線状構造物の数の制御のうち少なくとも２つを組み合わせて制御してもよい。
【０１４０】
（４−２−２）高さ制御動作
続いて、高さ制御動作について説明する。高さ制御動作は、マークＳＭの高さを制御するための特性制御動作である。造形システム１は、制御装置７の制御下で、特性制御動作を行うことで、所望の高さのマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、高さ制御動作を行うことで、夫々同じ記号を示しながらも高さが異なる複数のマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、高さ制御動作を行うことで、マークＳＭの形成中のマークＳＭの高さを変えながらマークＳＭを形成することができる。
【０１４１】
例えば、図３６（ａ）から図３６（ｄ）は、いずれも、造形面ＣＳに形成された線状の図形に関するマークＳＭを示している。図３６（ａ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの高さが所望の第１高さｈｍ２１になるように、高さ制御動作を行っている。図３６（ｂ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの高さが、第１高さｈｍ２１よりも高い所望の第２高さｈｍ２２になるように、高さ制御動作を行っている。尚、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの一の部分の高さと、一の部分とは異なるマークＳＭの他の部分の高さとが同じになるように（つまり、マークＳＭの形成中に高さを変えないように）、高さ制御動作を行っているとも言える。図３６（ｃ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの長手方向（つまり、Ｘ軸方向）に沿って、マークＳＭの高さが第１高さｈｍ２１から第１高さｈｍ２１よりも高い第３高さｈｍ２３にまで連続的に変化する（ここでは、高くなる）ように、高さ制御動作を行っている。図３６（ｄ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの長手方向に沿ってマークＳＭの高さが第１高さｈｍ２１から第３高さｈｍ２３にまで段階的に又は離散的に変化する（ここでは、高くなる）ように、高さ制御動作を行っている。特に、図３６（ｃ）及び図３６（ｄ）に示す例では、制御装置７は、造形面ＣＳ上で照射領域ＥＡ（つまり、溶融池ＭＰ）をＹ軸方向に沿って移動させることで形成されるＹ軸方向に延伸するマークＳＭを構成する各部分の高さ（つまり、Ｙ軸方向に交差するＺ軸方向に沿った高さ）が、当該各部分のＹ軸方向に沿った位置に応じて異なるように、高さ制御動作を行っている。尚、図３６（ｃ）及び図３６（ｄ）に示す例では、制御装置７は、マークＳＭの一の部分の高さと、一の部分とは異なるマークＳＭの他の部分の高さとが異なるものとなるように（つまり、マークＳＭの形成中に高さを変えるように）、高さ制御動作を行っているとも言える。尚、制御装置７は、マークＳＭの長手方向に沿ってマークＳＭの高さが連続的に変化するように、高さ制御動作を行ってもよい。
【０１４２】
制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御することで、マークＳＭの高さを制御してもよい。具体的には、造形面ＣＳのある領域部分に対する供給レートが大きくなるほど、当該領域部分に対する造形材料Ｍの供給量が多くなる。造形面ＣＳのある領域部分に対する造形材料Ｍの供給量が多くなるほど、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が多くなる。造形面ＣＳのある領域部分における造形材料Ｍの溶融量が多くなるほど、当該領域部分に形成される造形物が高くなる。造形面ＣＳのある領域部分に形成される造形物が高くなるほど、当該造形物から構成されるマークＳＭも高くなる。つまり、図３７に示すように、供給レートが大きくなるほど、マークＳＭが高くなる。従って、制御装置７は、供給レートを制御することで、マークＳＭの高さを制御することができる。尚、高さ制御動作を含む特性制御動作において供給レートを制御するための具体的方法は、上述したばらつき抑制動作において供給レートを制御するための具体的方法と同じであってもよい。従って、特性制御動作の説明においては、供給レートを制御するための具体的方法についての説明は省略する。尚、供給レートとマークＳＭの高さとの関係が非線形な関係である場合には、この非線形な関係を考慮して供給レートを制御してもよい。
【０１４３】
制御装置７は、熱伝達レートを制御することで、マークＳＭの高さを制御してもよい。具体的には、造形面ＣＳのある領域部分に対する熱伝達レートが大きくなるほど、当該領域部分に光ＥＬから伝達される熱量が大きくなる。造形面ＣＳのある領域部分に伝達される熱量が多くなるほど、当該領域部分における造形材料Ｍの溶融量が多くなる可能性がある。造形面ＣＳ上のある領域部分に造形材料Ｍの溶融量が多くなるほど、当該領域部分に形成される造形物（更には、マークＳＭ）が高くなる。つまり、図３８に示すように、熱伝達レートが大きくなるほど、マークＳＭが高くなる。従って、制御装置７は、熱伝達レートを制御することで、マークＳＭの高さを制御することができる。尚、熱伝達レートとマークＳＭの高さとの関係が非線形な関係である場合には、この非線形な関係を考慮して熱伝達レートを制御してもよい。
【０１４４】
制御装置７は、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御することで、マークＳＭの高さを制御してもよい。具体的には、上述したように、造形面ＣＳのある領域部分における照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、当該領域部分に対して光ＥＬから伝達される熱量が多くなる。造形面ＣＳ上のある領域部分に伝達される熱量が多くなるほど、当該領域部分に形成される造形物（更には、マークＳＭ）が高くなる。つまり、図３９に示すように、照射領域ＥＡの移動速度が遅くなるほど、マークＳＭが高くなる。従って、制御装置７は、照射領域ＥＡの移動速度を制御することで、マークＳＭの高さを制御することができる。尚、移動速度とマークＳＭの高さとの関係が非線形な関係である場合には、この非線形な関係を考慮して移動速度を制御してもよい。
【０１４５】
上述したように、マークＳＭは、積層された複数の構造層ＳＬを含む構造物である場合がある。この場合には、制御装置７は、マークＳＭを構成する複数の構造層ＳＬの数（つまり、構造層ＳＬの積層数）を制御することで、マークＳＭの高さを制御してもよい。具体的には、図４０（ａ）及び図４０（ｂ）に示すように、マークＳＭを構成する複数の構造層ＳＬの数が少なくなるほど、マークＳＭが低くなる。図４０（ａ）及び図４０（ｂ）は、Ｌ１個の構造層ＳＬから構成されるマークＳＭの高さｈｍ２４よりも、Ｌ２（但し、Ｌ２＞Ｌ１）個の構造層ＳＬから構成されるマークＳＭの高さｗｍ２５が高くなる例を示している。
【０１４６】
尚、制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートの制御、熱伝達レートの制御、移動速度の制御及び積層数の制御のうち少なくとも２つを組み合わせて制御してもよい。
【０１４７】
（４−２−３）形状制御動作
続いて、形状制御動作について説明する。形状制御動作は、マークＳＭの表面（特に、マークＳＭを構成する凸状の構造物の上面）の形状を制御するための特性制御動作である。造形システム１は、制御装置７の制御下で、形状制御動作を行うことで、表面の形状が所望の形状となるマークＳＭを形成することができる。例えば、図４１（ａ）に示すように、制御装置７は、表面が平面（特に、造形面ＣＳに対して平行な平面）を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。例えば、図４１（ｂ）に示すように、制御装置７は、表面が曲面を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。例えば、図４１（ｃ）に示すように、制御装置７は、表面が造形面ＣＳに対して傾斜した平面を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。
【０１４８】
制御装置７は、上述したサイズ制御動作と同様の動作を行ってマークＳＭを構成する造形物のサイズを制御することで、マークＳＭの表面の形状を制御してもよい。制御装置７は、上述した高さ制御動作と同様の動作を行ってマークＳＭを構成する造形物の高さを制御することで、マークＳＭの表面の形状を制御してもよい。制御装置７は、所望の形状の３次元構造物ＳＴを形成するための通常の造形動作と同様の動作を行うことで、表面の形状が所望の形状となっているマークＳＭを形成してもよい。
【０１４９】
造形システム１は、制御装置７の下で、マークＳＭの表面の形状及びマークＳＭの高さのうち少なくとも一方を制御して、造形面ＣＳ上に形成されたマークＳＭの表面を結ぶ仮想的な連結面ＶＳの形状（特に、構造層ＳＬの積層方向であるＺ軸を含む断面の形状）を制御してもよい。造形システム１は、制御装置７の制御下で、形状制御動作及び高さ制御動作のうちの少なくとも一方を行うことで、連結面ＶＳの形状が所望の形状となる複数のマークＳＭを形成することができる。例えば、図４２（ａ）に示すように、制御装置７は、連結面ＶＳが平面（特に、造形面ＣＳに対して平行な平面）を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。例えば、図４２（ｂ）に示すように、制御装置７は、連結面ＶＳが曲面を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作及び高さ制御動作のうち少なくとも一方を行ってもよい。例えば、図４２（ｃ）に示すように、制御装置７は、連結面ＶＳが造形面ＣＳに対して傾斜した平面を含むマークＳＭを形成するように、形状制御動作及び高さ制御動作のうち少なくとも一方を行ってもよい。
【０１５０】
上述したように、マークＳＭは、造形面ＣＳから突き出た凸状の構造物である。この場合、マークＳＭは、マークＳＭの表面が対象物ＴＧに押し付けられることでマークＳＭのパターンに対応する印影を対象物ＴＧに対して転写するための印章として使用可能である。例えば、図４３（ａ）は、ワークＷの表面に相当する造形面ＣＳ上に、アルファベットのＮとＣとが反転したパターンを有するマークＳＭが形成されている例を示している。このようなマークＳＭの表面に塗料を塗布した後、当該マークＳＭの表面を対象物ＴＧの対象面ＴＧＳに押し付けると、図４３（ｂ）に示すように、アルファベットのＮとＣとを含む印影が対象面ＴＧＳに転写される。
【０１５１】
このようにマークＳＭが対象物に押し付けられる場合には、制御装置７は、対象物ＴＧの特性に基づいて連結面ＶＳの形状を制御するように、形状制御動作を行ってもよい。具体的には、制御装置７は、対象物ＴＧの表面のうちマークＳＭが押し付けられる対象面ＴＧＳの形状（具体的には、対象面ＴＧＳに交差する軸を含む断面の形状）に基づいて、連結面ＶＳの形状を制御するように、形状制御動作を行ってもよい。この場合、制御装置７は、連結面ＶＳの形状と対象面ＴＧＳの形状とが相補の関係になるように、連結面ＶＳの形状を制御してもよい。例えば、図４４（ａ）に示すように、制御装置７は、対象面ＴＧＳが平面となる場合において、連結面ＶＳが対象面ＴＧＳと相補の関係を有する平面となるマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。例えば、図４４（ｂ）に示すように、制御装置７は、対象面ＴＧＳが凹状の曲面となる場合において、連結面ＶＳが対象面ＴＧＳと相補の関係を有する凸状の曲面となるマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。例えば、図４４（ｃ）に示すように、制御装置７は、対象面ＴＧＳが凸状の平面となる場合において、連結面ＶＳが対象面ＴＧＳと相補の関係を有する凹状の平面となるマークＳＭを形成するように、形状制御動作を行ってもよい。このように形状制御動作が行われると、形状制御動作が行われない場合と比較して、マークＳＭの表面を対象物ＴＧの対象面ＴＧＳに対して適切に押し付けることができる。具体的には、マークＳＭの表面を対象面ＴＧＳに押し付けた際に、マークＳＭの表面と対象面ＴＧＳとの間に隙間ができにくくなる。その結果、対象面ＴＧＳがどのよう形状であっても、マークＭＳのパターンに応じた印影が対象面ＴＧＳに適切に転写可能となる。
【０１５２】
対象物ＴＧの特性に基づいて連結面ＶＳの形状を制御する場合には、制御装置７は、対象物ＴＧの特性に関する特性情報を取得し、当該取得した特性情報に基づいて連結面ＶＳの形状を制御してもよい。制御装置７は、対象物ＴＧの特性を計測する計測装置の計測結果を、特性情報として取得してもよい。この場合、計測装置は、造形システム１が備えていてもよいし、造形システム１とは別個に用意されてもよい。或いは、制御装置７は、特性情報を保有する他の装置から、特性情報を取得してもよい。
【０１５３】
尚、上述の説明では、対象物ＴＧの特性は対象面ＴＧＳの形状であったが、対象物ＴＧの特性は対象物ＴＧの硬度、弾性等であってもよい。
【０１５４】
（４−２−４）色調制御動作
続いて、色調制御動作について説明する。色調制御動作は、マークＳＭの色調（特に、マークＳＭの表面の色調）を制御するための特性制御動作である。造形システム１は、制御装置７の制御下で、色調制御動作を行うことで、所望の色調のマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、色調制御動作を行うことで、夫々同じ記号を示しながらも色調が異なる複数のマークＳＭを形成することができる。更には、造形システム１は、制御装置７の制御下で、色調制御動作を行うことで、マークＳＭの形成中にマークＳＭの色調を変えながらマークＳＭを形成することができる。
【０１５５】
制御装置７は、チャンバ４４の内部空間における特定ガスの特性を制御することで、マークＳＭの色調を制御してもよい。特に、制御装置７は、チャンバ４４の内部空間に位置する溶融池ＭＰの周囲の空間における特定ガスの特性を制御することで、マークＳＭの色調を制御してもよい。この場合、制御装置７は、特定ガスの特性が、マークＳＭの色調を所望の色調に設定することが可能な所望の特性となるように、特定ガスの特性を制御してもよい。特定ガスは、マークＳＭの色調に対して影響を及ぼす所定の気体を含む。このような特定ガスの一例として、酸素ガスがあげられる。
【０１５６】
特定ガスの特性は、特定ガスの濃度（つまり、チャンバ４４の内部空間（特に、当該内部空間のうちの溶融池ＭＰの周囲の空間）における特定ガスの濃度）を含んでいてもよい。特定ガスがパージガスに含まれている（つまり、ガス供給装置６が、特定ガスを含むパージガスを供給する）場合には、制御装置７は、パージガス中での特定ガスの濃度（つまり、パージガスにおける特定ガスの含有量）を制御することで、チャンバ４４の内部空間における特定ガスの濃度を制御してもよい。特定ガスがパージガスに含まれていない（つまり、ガス供給装置６がパージガスとは別の供給経路を介して特定ガスを供給する又はガス供給装置６とは異なる装置が特定ガスを供給する）場合には、制御装置７は、チャンバ４４の内部空間に供給されるパージガス及び特定ガスの少なくとも一方の流量を制御することで、チャンバ４４の内部空間における特定ガスの濃度を制御してもよい。尚、チャンバ４４の内部空間全体における特定ガスの濃度の制御に変えて、溶融池ＭＰの周囲の空間のみにおける特定ガスの濃度の制御を行ってもよい。
【０１５７】
制御装置７は、図４５（ａ）に示すように、第１のマークＳＭ２１を形成している期間中の特定ガスの特性と、第１のマークＳＭ２１とは異なる第２のマークＳＭ２２を形成している期間中の特定ガスの特性とが異なるように、特定ガスの特性を制御してもよい。この場合、図４５（ｂ）に示すように、第１マークＳＭ２１の色調は、第２マークＳＭ２２の色調とは異なるものとなる。制御装置７は、図４５（ｃ）に示すように、第１のマークＳＭ２１のうちの第１部分ＳＭ２１−１を形成している期間中の特定ガスの特性と、第１のマークＳＭ２１のうちの第１部分ＳＭ２１−１とは異なる第２部分ＳＭ２１−２を形成している期間中の特定ガスの特性とが異なるように、特定ガスの特性を制御してもよい。この場合、図４５（ｄ）に示すように、第１マークＳＭ２１の第１部分ＳＭ２１−１の色調は、第１マークＳＭ２１の第２部分ＳＭ２１−２の色調とは異なるものとなる。
【０１５８】
（４−２−５）特性制御動作の変形例
上述した説明では、制御装置７は、マーキング動作によって形成されたマークＳＭの特性を制御するために、特性制御動作を行っている。しかしながら、制御装置７は、マークＳＭに限らず、造形動作によって形成された造形物、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴの少なくとも一つの特性を制御するために、上述した特性制御動作を行ってもよい。つまり、制御装置７は、造形物、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴの少なくとも一つのサイズを制御するために、上述したサイズ制御動作を行ってもよい。制御装置７は、造形物、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴの少なくとも一つの高さを制御するために、上述した高さ制御動作を行ってもよい。制御装置７は、造形物、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴの少なくとも一つの形状を制御するために、上述した形状制御動作を行ってもよい。制御装置７は、造形物、構造層ＳＬ及び３次元構造物ＳＴの少なくとも一つの色調を制御するために、上述した色調制御動作を行ってもよい。
【０１５９】
（５）加工動作（研磨動作）
造形システム１は、３次元構造物ＳＴ及びマークＳＭの少なくとも一方の表面の少なくとも一部を加工するための加工動作を行ってもよい。尚、マーキング動作によって形成したマークＳＭは、造形動作によって形成した３次元構造物ＳＴの一具体例である。このため、加工動作に説明においては、３次元構造物ＳＴは、３次元構造物ＳＴ及びマークＳＭの少なくとも一方を意味するものとする。
【０１６０】
本実施形態では、造形システム１は、加工動作の一例として、３次元構造物ＳＴの表面（特に、３次元構造物ＳＴを構成する最上層の構造層ＳＬの上面）の少なくとも一部を研磨するための研磨動作を行ってもよい。以下、研磨動作について説明する。尚、以下では、説明の便宜上、研磨動作によって研磨される面を、研磨対象面ＰＳと称する。尚、造形システム１は、３次元構造物を１以上の構造層ＳＬの側面（構造層ＳＬが積層される方向と交差する方向を向いた面）の少なくとも一部を研磨するための研磨動作を行ってもよい。
【０１６１】
本実施形態では、「研磨対象面ＰＳを研磨する研磨動作」は、「研磨動作を行う前と比較して、研磨対象面ＰＳを滑らかにする、研磨対象面ＰＳの平坦度を上げる（つまり、平坦にする）、及び／又は、研磨対象面ＰＳの表面粗さを細かくする（つまり、小さくする）動作」を含む。尚、研磨対象面ＰＳが研磨されると、研磨対象面ＰＳが研磨される前と比較して、研磨対象面ＰＳの色調が変わる可能性がある。従って、「研磨対象面ＰＳを研磨する研磨動作」は、「研磨動作を行う前と比較して、研磨対象面ＰＳの色調を変える動作」を含んでいてもよい。研磨対象面ＰＳが研磨されると、研磨対象面ＰＳが研磨される前と比較して、研磨対象面ＰＳの反射率（例えば、任意の光に対する反射率）及び拡散率（例えば、任意の光に対する拡散率）の少なくとも一方が変わる可能性がある。従って、「研磨対象面ＰＳを研磨する研磨動作」は、「研磨動作を行う前と比較して、研磨対象面ＰＳの反射率及び拡散率の少なくとも一方を変える動作」を含んでいてもよい。
【０１６２】
このような研磨対象面ＰＳは、研磨動作によって研磨することで滑らかに（或いは、平坦に又は表面粗さを細かくする）ことが可能な相対的に粗い面（つまり、凹凸が形成されている面）となっている可能性がある。例えば、上述したように、本実施形態では、粉状の又は粒状の造形材料Ｍを溶融した後に再固化させることで３次元構造物ＳＴが形成される。このため、３次元構造物ＳＴの表面の少なくとも一部には、溶融しなかった造形材料Ｍが付着している可能性がある。この場合、溶融しなかった造形材料Ｍが付着している面は、研磨動作によって滑らかにすることが可能な相対的に粗い面となり得る。更には、３次元構造物ＳＴの表面の少なくとも一部には、意図しなかった形状で再固化してしまった造形材料Ｍが付着している可能性がある。この場合、意図しなかった形状で再固化してしまった造形材料Ｍが付着している面は、研磨動作によって滑らかにすることが可能な相対的に粗い面となり得る。例えば、上述したように、本実施形態では、各構造層ＳＬが形成される期間中において、造形ヘッド４１は、Ｘ軸及びＹ軸の少なくとも一方に沿って（つまり、ＸＹ平面に沿って）移動する。この場合、造形面ＣＳに対する造形ヘッド４１の相対的な移動態様によっては、ＸＹ平面に沿った構造層ＳＬの表面（ひいては、３次元構造層ＳＴの表面）の少なくとも一部に、造形ヘッド４１の移動パターン（典型的には、移動のピッチ）に応じた規則的な又は不規則な凹凸が現れる可能性がある。この場合、規則的な又は不規則な凹凸が現れる面は、研磨動作によって滑らかにすることが可能な相対的に粗い面となり得る。
【０１６３】
このような研磨対象面ＰＳを研磨するために、造形システム１は、制御装置７の制御下で、研磨対象面ＰＳに光ＥＬを照射する。つまり、本実施形態では、光ＥＬで研磨対象面ＰＳを研磨する。具体的には、制御装置７は、図４６（ａ）に示すように、研磨対象面ＰＳ上のある領域部分に照射領域ＥＡを設定し、当該照射領域ＥＡに対して照射光学系４１１から光ＥＬを照射する。尚、図４６（ａ）は、研磨対象面ＰＳが、研磨動作によって研磨するべき規則的な又は不規則な凹凸が現れる面である例を示している。このとき、制御装置７は、必要に応じて、造形ヘッド４１を移動させて、研磨対象面ＰＳ上の所望の領域部分に照射領域ＥＡを設定する。照射領域ＥＡに光ＥＬが照射されると、図４６（ｂ）に示すように、研磨対象面ＰＳのうち照射領域ＥＡが設定された領域部分内の造形材料Ｍが、光ＥＬによって再度溶融する。凹凸を形成するように固化していた造形材料Ｍが溶融すると、溶融した造形材料Ｍの自重及び表面張力の少なくとも一方により、溶融した造形材料Ｍの表面（つまり、界面）が平面に近づく又は平面になる。つまり、溶融した造形材料Ｍの表面（つまり、界面）の滑らかさが向上する。その後、造形ヘッド４１の移動に伴って溶融した造形材料Ｍに光ＥＬが照射されなくなると、溶融した造形材料Ｍは、冷却されて再度固化（つまり、凝固）する。その結果、図４６（ｃ）に示すように、滑らかになった（或いは、平坦度が向上した、及び／又は、表面粗さが細かくなった）表面を有するように再固化した造形材料Ｍが、３次元構造物ＳＴの表面を構成することになる。このように、研磨動作によって研磨対象面ＰＳが研磨される。
【０１６４】
制御装置７は、このような光の照射ＥＬによる造形材料Ｍの溶融及び溶融した造形材料Ｍの再固化を含む一連の研磨処理を、造形ヘッド４１を３次元構造物ＳＴに対して相対的に移動させながら繰り返し行う。つまり、制御装置７は、一連の研磨処理を、研磨対象面ＰＳに対して照射領域ＥＡを相対的に移動させながら繰り返し行う。具体的には、例えば、制御装置７は、Ｙ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動とＸ軸方向に沿った照射領域ＥＡの移動と繰り返しながら、一連の研磨処理を繰り返し行ってもよい。つまり、制御装置７は、図３（ａ）を参照して説明したラスタスキャンでの走査に対応する移動軌跡に沿って照射領域ＥＡを移動させながら、一連の研磨処理を繰り返し行ってもよい。この場合、制御装置７は、Ｘ軸及びＹ軸のうち１回の移動分の移動量が多いいずれか一方の軸に沿って照射領域ＥＡが移動している期間中に光ＥＬを照射して研磨対象面ＰＳを研磨する一方で、Ｘ軸及びＹ軸のうち１回の移動分の移動量が少ないいずれか他方の軸に沿って照射領域ＥＡが移動している期間中に光ＥＬを照射しない。但し、制御装置７は、図３（ｂ）を参照して説明したベクタースキャンでの走査に対応する移動軌跡に沿って照射領域ＥＡを移動させながら、一連の研磨処理を繰り返し行ってもよい。
【０１６５】
造形動作（或いは、マーキング動作）及び研磨動作の双方において照射領域ＥＡがラスタスキャンでの走査に対応する移動軌跡に沿って移動する場合には、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向と、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向とが交差する（つまり、異なるものとなる）ように、照射領域ＥＡを移動させてもよい。具体的には、図４７（ａ）及び図４７（ｂ）に示すように、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向がＹ軸方向である場合には、制御装置７は、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向がＸ軸方向になるように、研磨動作中の照射領域ＥＡの移動方向を設定してもよい。或いは、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向がＸ軸方向である場合には、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向がＹ軸方向になるように、研磨動作中の照射領域ＥＡの移動方向を設定してもよい。その結果、造形システム１は、造形動作時に造形ヘッド４１の移動パターン（典型的には、移動のピッチ）に起因して生じた凹凸が存在する研磨対象面ＰＳを、当該凹凸を滑らかにする（特に、研磨対象面ＰＳから当該凹凸を除去する）ように適切に研磨することができる。尚、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向と、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向とは直交していなくてもよい。
【０１６６】
或いは、造形動作（或いは、マーキング動作）及び研磨動作の双方において照射領域ＥＡがラスタスキャンでの走査に対応する移動軌跡に沿って移動する場合において、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向と、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの移動方向とが揃う（つまり、同じになる）ように、照射領域ＥＡを移動させてもよい。この場合であっても、研磨対象面ＰＳを研磨することができることに変わりはない。但し、この場合には、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの１回分の移動量（つまり、移動のピッチ）と、研磨動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの１回分の移動量とが異なるものとなるように、照射領域ＥＡを移動させてもよい。特に、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動量よりも、研磨動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動量が小さくなるように、照射領域ＥＡを移動させてもよい。例えば、具体的には、図４８（ａ）及び図４８（ｂ）に示すように、造形動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動量が第１移動量Ｐ１である場合には、制御装置７は、研磨動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動量が第１移動量Ｐ１よりも小さい第２移動量Ｐ２となるように、照射領域ＥＡを移動させてもよい。その結果、造形システム１は、造形動作時に造形ヘッド４１の移動パターンに起因して生じた凹凸が存在する研磨対象面ＰＳを、当該凹凸を滑らかにするように適切に研磨することができる。尚、造形動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動のピッチに対して、研磨動作において光ＥＬが照射されていない期間中の照射領域ＥＡの移動のピッチは、大きくてもよく、また小さくてもよい。
【０１６７】
制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの大きさと、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡの大きさとが異なるものとなるように、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。例えば、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡが、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡよりも大きくなるように、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。例えば、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡが、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡよりも小さくなるように、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。を移動させてもよい。この場合であっても、造形システム１は、造形動作時に造形ヘッド４１の移動パターンに起因して生じた凹凸が存在する研磨対象面ＰＳを、当該凹凸を滑らかにするように適切に研磨することができる。尚、照射領域ＥＡのサイズを制御するための具体的方法は、上述したサイズ制御動作において照射領域ＥＡのサイズを制御するための具体的方法と同じであってもよい。尚、制御装置７は、造形動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡが、研磨動作において光ＥＬが照射されている期間中の照射領域ＥＡよりも小さくなるように、照射領域ＥＡのサイズを制御してもよい。
【０１６８】
（６）変形例
（６−１）第１変形例
はじめに、造形システム１の第１変形例について説明する。上述した説明では、層形成期間中に照射領域ＥＡが２回以上設定される領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１と、層形成期間中に照射領域ＥＡが１回設定される領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制するために、制御装置７が第１のばらつき抑制動作を行っている。一方で、第１変形例における造形システム１ａは、第１のばらつき抑制動作を行わなくても造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制することができる。
【０１６９】
具体的には、造形システム１ａは、造形装置４に代えて造形装置４ａを備えているという点で、造形システム１とは異なる。造形装置４ａは、集光光学系である照射光学系４１１ａを照射光学系４１１に代えて備えているという点で、造形装置４とは異なる。照射光学系４１１ａは、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制するように光学特性が予め設定（言い換えれば、設計又は調整）されているという点で、照射光学系４１１とは異なる。造形システム１ａのその他の構成要件は、造形システム１と同じであってもよい。
【０１７０】
照射光学系４１１ａの光学特性は、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制するように予め設定されている。本実施形態では、照射光学系４１１ａの光学特性として、焦点深度を用いる。従って、照射光学系４１１ａの焦点深度は、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制するように予め設定されている。焦点深度は、照射光学系４１１ａの光学特性の他の一例である開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）と相関を有する。従って、照射光学系４１１ａの開口数が、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを抑制するように、予め設定されているともいえる。尚、本説明における焦点深度とは、光ＥＬの単位面積当たりの強度又はエネルギ量が造形材料Ｍを溶融できる強度よりも大きくなる、光軸方向（光の進行方向）における範囲を指してもよい。
【０１７１】
照射光学系４１１ａの焦点深度は、造形システム１ａが形成する構造層ＳＬの設計上の高さ（つまり、厚さ）ｈ０に基づいて設定されている。具体的には、照射光学系４１１ａの焦点深度は、図４９に示すように、焦点深度の大きさ（言い換えれば、Ｚ軸に沿った幅）が構造層ＳＬの設計上の高さｈ０の２倍未満になるという第１条件を満たすように、設定されている。つまり、照射光学系４１１ａの焦点深度は、積層された２つ以上の構造層ＳＬが焦点深度の範囲内に同時に位置することができない（つまり、積層された２つ以上の構造層ＳＬの一部が焦点深度の範囲から外れる）という第１条件を満たすように、設定されている。
【０１７２】
このような条件が満たされている場合において、領域ＷＡ１に照射領域ＥＡが２回設定される状況を想定する。この場合、領域ＷＡ１に１回目の照射領域ＥＡが設定されると、図５０（ａ）に示すように、当該領域ＷＡ１に、その高さｈａが高さｈ０に一致する造形物ＳＯａが形成される。その後、領域ＷＡ１に２回目の照射領域ＥＡが設定されると、当該領域ＷＡ１に既に形成された造形物ＳＯａ上に、新たな造形物ＳＯｂが形成される可能性がある。しかしながら、焦点深度の大きさが高さｈ０の２倍未満であるため、図５０（ｂ）に示すように、仮に新たな造形物ＳＯｂが形成されたとしても、その高さｈｂは、高さｈ０よりも小さくなる。なぜなら、焦点深度の範囲から外れた領域では、光ＥＬの強度不足によって造形材料Ｍが溶融しないからである。一方で、第１条件が満たされていない場合には、領域ＷＡ１に２回目の照射領域ＥＡが設定されると、造形物ＳＯａ上に、高さｈｂが高さｈ０に一致する造形物ＳＯｂが形成される可能性がある。このため、第１条件が満たされている場合には、第１条件が満たされていない場合と比較して、領域ＷＡ１に形成される造形物Ｓ１の高さｈ１（＝造形物ＳＯａの高さｈａと造形物ＳＯｂの高さｈｂとの総和）と領域ＷＡ２に形成される造形物Ｓ２の高さｈ２（＝造形物ＳＯａの高さｈａ）とのばらつきが抑制される。つまり、造形システム１ａは、上述したように造形材料Ｍの供給レート、光ＥＬから伝達される熱に関する熱伝達レート及び照射領域ＥＡの移動速度の少なくとも一つを制御しなくても、造形物Ｓ１の高さｈ１と造形物Ｓ２の高さｈ２とのばらつきを適切に抑制することができる。
【０１７３】
造形物は、造形面ＣＳ上に形成される。更に、造形材料Ｍが照射光学系４１１ａの焦点深度の範囲内において溶融するがゆえに、造形物は、焦点深度の範囲内に形成される。従って、造形物は、図５１（ａ）及び図５１（ｂ）に示すように、造形面ＣＳと、照射光学系４１１ａの物体面側（図５１（ａ）及び図５１（ｂ）に示す例では、＋Ｚ側であり、上側）における焦点深度の範囲の境界ＵＢとの間に形成される。そうすると、構造層ＳＬの設計上の高さｈ０と同じ造形物を造形面ＣＳ上に形成するためには、図５１（ａ）及び図５１（ｂ）に示すように、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔が高さｈ０以上となるように、造形面ＣＳに対して照射光学系４１３が位置合わせされていてもよい。図５１（ａ）は、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔が高さｈ０と一致する例を示している。この場合には、造形面ＣＳ上に、高さがｈ０となる造形物が形成される。一方で、図５１（ｂ）は、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔が高さｈ０より大きくなる例を示している。この場合には、造形面ＣＳ上に、高さが少なくともｈ０となる造形物が形成される。尚、図５１（ａ）に示すように、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔が高さｈ０と一致する状態は、光ＥＬのフォーカス位置が造形面ＣＳに設定される状態と等価である。同様に、図５１（ｂ）に示すように、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔が高さｈ０より大きくなる状態は、光ＥＬのフォーカス位置が造形面ＣＳよりも照射光学系４１１ａの物体面側にシフトした位置に設定される状態と等価である。
【０１７４】
但し、照射光学系４１１ａの焦点深度の大きさが、構造層ＳＬの設計上の高さｈ０未満になってしまうと、造形面ＣＳと境界ＵＢとの間の間隔を高さｈ０以上にすることができない。その結果、造形面ＣＳ上に、高さがｈ０となる造形物を形成することができなくなってしまう。このため、照射光学系４１１ａの焦点深度は、焦点深度の大きさが構造層ＳＬの設計上の高さｈ０以上になるという第２条件も合わせて満たすように、設定されていてもよい。
【０１７５】
尚、第１変形例において、造形システム１ａは第１のばらつき抑制動作も併せて行ってもよい。
【０１７６】
（６−２）第２変形例
続いて、図５２を参照しながら、造形システム１の第２変形例について説明する。第２変形例における造形システム１ｂは、造形装置４に代えて造形装置４ｂを備えているという点で、造形システム１とは異なる。造形装置４ｂは、駆動系４５ｂを備えているという点で、造形装置４とは異なる。造形システム１ａのその他の構成要件は、造形システム１と同じであってもよい。
【０１７７】
駆動系４５ｂは、ステージ４３を移動させる。駆動系４５ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに沿ってステージ４３を移動させる。駆動系４５ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに加えて、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿ってステージ４３を移動させてもよい。駆動系４５ｂは、例えば、モータ等を含む。ステージ４３が移動すると、ステージ４３が保持しているワークＷ（更には、ワークＷ上の構造層ＳＬ）が、造形ヘッド４１に対して移動する。つまり、ワークＷ又は構造層ＳＬの表面の少なくとも一部である造形面ＣＳが、造形ヘッド４１から光ＥＬが照射される照射領域ＥＡ（つまり、造形ヘッド４１から造形材料Ｍが供給される供給領域ＭＡ）に対して移動する。従って、第２変形例では、制御装置７は、駆動系４２に加えて又は代えて駆動系４５ｂを制御することで、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御可能である。
【０１７８】
（６−３）第３変形例
続いて、図５３（ａ）及び図５３（ｂ）を参照しながら、造形システム１の第３変形例について説明する。第３変形例における造形システム１ｃは、造形装置４に代えて造形装置４ｃを備えているという点で、造形システム１とは異なる。造形装置４ｃは、照射光学系４１１に代えて照射光学系４１１ｃを備えているという点で、造形装置４とは異なる。照射光学系４１１ｃは、図５３（ａ）に示すように、光ＥＬを偏向可能な光学系４９１ｃを備えているという点で、照射光学系４１１とは異なる。造形システム１ａのその他の構成要件は、造形システム１と同じであってもよい。
【０１７９】
図５３（ｂ）に示すように、光学系４９１ｃは、フォーカスレンズ４９１１ｃと、ガルバノミラー４９１２ｃと、ｆθレンズ４９１３ｃとを備える。光ＥＬは、フォーカスレンズ４９１１ｃと、ガルバノミラー４９１２ｃと、ｆθレンズ４９１３ｃとを介して、造形面ＣＳ（更には、必要に応じて研磨対象面ＰＳ）に照射される。
【０１８０】
フォーカスレンズ４９１１ｃは、１以上のレンズで構成され、その少なくとも一部のレンズの光軸方向に沿った位置を調整することで、光ＥＬの集光位置（つまり、光学系４９１ｃの焦点位置）を調整するための光学素子である。ガルバノミラー４９１２ｃは、光ＥＬが造形面ＣＳを走査する（つまり、照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上を移動する）ように、光ＥＬを偏向する。ガルバノミラー４９１２ｃは、Ｘ走査ミラー４９１２Ｘと、Ｙ走査ミラー４９１２Ｙとを備える。Ｘ走査ミラー４９１２Ｘは、光ＥＬをＹ走査ミラー４９１２Ｙに向けて反射する。Ｘ走査ミラー４９１２Ｘは、θＹ方向（つまり、Ｙ軸周りの回転方向）に揺動又は回転可能である。Ｘ走査ミラー４９１２Ｘの揺動又は回転により、光ＥＬは、造形面ＣＳをＸ軸方向に沿って走査する。Ｘ走査ミラー４９１２Ｘの揺動又は回転により、照射領域ＥＡは、造形面ＣＳ上をＸ軸方向に沿って移動する。Ｙ走査ミラー４９１２Ｙは、光ＥＬをｆθレンズ４９１３ｃに向けて反射する。Ｙ走査ミラー４９１２Ｙは、θＸ方向（つまり、Ｘ軸周りの回転方向）に揺動又は回転可能である。Ｙ走査ミラー４９１２Ｙの揺動又は回転により、光ＥＬは、造形面ＣＳをＹ軸方向に沿って走査する。Ｙ走査ミラー４９１２Ｙの揺動又は回転により、照射領域ＥＡは、造形面ＣＳ上をＹ軸方向に沿って移動する。ｆθレンズ４９１３ｃは、ガルバノミラー４９１２ｃからの光ＥＬを造形面ＣＳ上に集光するための光学素子である。
【０１８１】
従って、第３変形例では、制御装置７は、駆動系４２に加えて又は代えて光学系４９１ｃ（特に、ガルバノミラー４９１２ｃ）を制御することで、造形面ＣＳに対する照射領域ＥＡの相対的な移動速度を制御可能である。
【０１８２】
尚、第３変形例において、造形材料Ｍを供給する材料ノズル４１２は、照射領域ＥＡの造形面ＣＳ上での位置に応じて、照射領域ＥＡが造形面ＣＳ上に形成する溶融池ＭＰに造形材料Ｍを供給することができるように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つに沿って移動可能であってもよい。
【０１８３】
（６−４）第４変形例
続いて、造形システム１の第４変形例について説明する。上述した説明では、造形システム１が備える造形ヘッド４１は、造形動作に用いられる光ＥＬ及び研磨動作に用いられる光ＥＬの双方を射出する。つまり、造形動作が行われている期間中の光ＥＬの照射光学系４１１内での光路は、研磨動作が行われている期間中の光ＥＬの照射光学系４１１内での光路と同じになる。一方で、第４変形例の造形システム１ｄは、造形動作に用いられる光ＥＬを射出する造形ヘッド４１とは別個に、研磨動作に用いられる光ＥＬを射出する研磨ヘッド４１ｄを備えている。
【０１８４】
具体的には、造形システム１ｄは、造形装置４に代えて造形装置４ｄを備えているという点で、造形システム１とは異なる。造形装置４ｄは、研磨ヘッド４１ｄ及び駆動系４２ｄを備えているという点で、造形装置４とは異なる。造形システム１ｄのその他の構成要件は、造形システム１と同じであってもよい。このため、以下、図５４を参照しながら、第４変形例の造形装置４ｄについて更に説明する。尚、造形システム１が備える構成要件と同じ構成要件については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１８５】
図５４に示すように、造形装置４ｄは、上述した造形ヘッド４１、駆動系４２、ステージ４３に加えて、研磨ヘッド４１ｄ及び駆動系４２ｄを備えている。研磨ヘッド４１ｄは、照射光学系４１１ｄを備えている。
【０１８６】
照射光学系４１１ｄは、射出部４１３ｄから光ＥＬｄを射出するための光学系（例えば、集光光学系）である。具体的には、照射光学系４１１ｄは、光ＥＬを発する光源５と、光ファイバやライトパイプ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射光学系４１１ｄは、光伝送部材を介して光源５から伝搬してくる光ＥＬを、光ＥＬｄとして射出する。つまり、光源５が発した光ＥＬは、光源５と造形装置４ｄとの間又は造形装置４ｄ内に配置された光分岐器によって２つの光ＥＬに分岐され、一方の光ＥＬが造形ヘッド４１に伝搬し、他方の光ＥＬが研磨ヘッド４１ｄに伝搬する。照射光学系４１１ｄは、照射光学系４１１ｄから下方（つまり、−Ｚ側）に向けて光ＥＬｄを照射する。照射光学系４１１ｄの下方には、ステージ４３が配置されている。ステージ４３に３次元構造物ＳＴが搭載されている場合には、照射光学系４１１ｄは、３次元構造物ＳＴに向けて光ＥＬｄを照射する。具体的には、照射光学系４１１ｄは、光ＥＬｄが照射される領域として研磨対象面ＰＳ上に設定される円形の（或いは、その他任意の形状の）照射領域ＥＡｄに光ＥＬｄを照射する。照射領域ＥＡｄは、造形ヘッド４１からの光ＥＬが照射される照射領域ＥＡとは異なる位置に設定されるが、同じ位置に設定されてもよい。照射領域ＥＡｄは、照射領域ＥＡと重複することはないが、少なくとも部分的に重複していてもよい。更に、照射光学系４１１ｄの状態は、制御装置７の制御下で、照射領域ＥＡｄに光ＥＬｄを照射する状態と、照射領域ＥＡｄに光ＥＬｄを照射しない状態との間で切替可能である。
【０１８７】
駆動系４２ｄは、研磨ヘッド４１ｄを移動させる。具体的には、駆動系４２ｄは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の夫々に沿って研磨ヘッド４１ｄを移動させる。尚、駆動系４２ｄの構造は、駆動系４２の構造と同一であってもよい。従って、駆動系４２ｄの構造についての詳細な説明は省略する。
【０１８８】
研磨ヘッド４１ｄが造形ヘッド４１とは別個に用意されるため、研磨ヘッド４１ｄは、造形ヘッド４１とは異なる方向から光ＥＬｄを照射する。つまり、光ＥＬｄは、光ＥＬの光路とは異なる光路を伝搬して研磨対象面ＰＳに照射される。このため、研磨ヘッド４１ｄは、造形ヘッド４１が光ＥＬを照射している期間の少なくとも一部において、光ＥＬｄを照射することができる。つまり、造形システム１ｄは、造形動作と研磨動作とを並行して行うことができる。言い換えると、造形システム１ｄは、造形動作が行われる時間帯（又は時期）と研磨動作が行われる時間帯（又は時期）とをそれらの少なくとも一部が重なった状態とすること、或いは造形動作が行われるタイミングと研磨動作が行われるタイミングとの少なくとも一部を重ねることができる。具体的には、造形システム１ｄは、造形ヘッド４１が光ＥＬを造形面ＣＳ上の一の領域に照射することで３次元構造物ＳＴの一部を形成している期間の少なくとも一部において、造形面ＣＳ上の他の領域に既に形成済みの３次元構造物ＳＴの他の一部の表面の少なくとも一部である研磨対象面ＰＳに光ＥＬｄを照射することで、当該研磨対象面ＰＳを研磨することができる。その結果、３次元構造物ＳＴを形成し且つ研磨するためのスループットが向上する。つまり、第４変形例の造形システム１ｄは、上述した造形システム１が享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、研磨された３次元構造物ＳＴを形成するためのスループットを向上させることができる。
【０１８９】
但し、造形装置４ｄが造形ヘッド４１とは別個に研磨ヘッド４１ｄを備える場合であっても、造形システム１ｄは、造形動作によって３次元構造物ＳＴが形成された後に、研磨動作を行ってもよい。この場合であっても、第４変形例の造形システム１ｄは、上述した造形システム１が享受可能な効果と同様の効果を享受することができることに変わりはない。
【０１９０】
尚、図５４では、共通の光源５が射出した光ＥＬが造形ヘッド４１及び研磨ヘッド４１ｄに伝搬されている。しかしながら、造形システム１ｄは、造形動作で用いられる光ＥＬを射出する光源５とは別個に、研磨動作で用いられる光ＥＬｄを射出する光源５ｄを備えていてもよい。光源５ｄは、光源５ｄが射出する光ＥＬと同じ特性（例えば、強度や、波長や、偏光等）の光ＥＬｄを射出してもよい。光源５ｄは、光源５が射出する光ＥＬと異なる特性（例えば、強度や、波長や、偏光等）の光ＥＬｄを射出してもよい。光源５ｄは、光源５が射出する光ＥＬとは異なる種類のエネルギビームを射出してもよい。
【０１９１】
（６−５）第５変形例
続いて、造形システム１の第５変形例について説明する。上述した説明では、造形システム１は、単一の造形ヘッド４１を備えている。一方で、第５変形例の造形システム１ｅは、複数の造形ヘッド４１を備えている。具体的には、造形システム１ｅは、造形装置４に代えて造形装置４ｅを備えているという点で、造形システム１とは異なる。造形装置４ｅは、複数の造形ヘッド４１を備えているという点で、造形装置４とは異なる。造形システム１ｅのその他の構成要件は、造形システム１と同じであってもよい。このため、以下、図５５を参照しながら、第５変形例の造形装置４ｅについて更に説明する。尚、造形システム１が備える構成要件と同じ構成要件については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１９２】
図５５に示すように、造形装置４ｄは、複数の造形ヘッド４１を備えている。複数の造形ヘッド４１は、Ｘ軸及びＹ軸のいずれか一方（図５５に示す例では、Ｙ軸）に沿って直線状に並ぶように支持フレーム４８ｅに組みつけられている。駆動系４２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに沿って支持フレーム４８ｅを移動させる。つまり、駆動系４２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくともいずれかに沿って複数の造形ヘッド４１をまとめて移動させる。
【０１９３】
このような第５変形例の造形システム１ｅによれば、複数の光ＥＬを造形面ＣＳに同時に照射して３次元構造物ＳＴを形成することができる。このため、その結果、３次元構造物ＳＴを形成するためのスループットが向上する。つまり、第５変形例の造形システム１ｅは、上述した造形システム１が享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、３次元構造物ＳＴを形成するためのスループットを向上させることができる。
【０１９４】
尚、複数の造形ヘッド４１は、支持フレーム４８ｅに組み付けられていなくてもよい。この場合、造形装置４ｄは、複数の造形ヘッド４１を夫々移動させるための複数の駆動系４２を備えていてもよい。
【０１９５】
（６−６）第６変形例
上述した説明では、造形物の造形面ＣＳからの高さを造形物の位置に応じて異ならせるとき、造形面ＣＳは平面である場合を例として説明している。しかしながら、造形面ＣＳ自体は、平面には限定されない、即ち、造形面ＣＳ自体は造形面ＣＳ上での位置に応じて異なる高さ（Ｚ軸方向の位置）であってもよい。例えば、図５６（ａ）に示すように、造形面ＣＳが曲面であってもよい。このとき、曲面状の造形面ＣＳの上部に造形される構造層ＳＬ＃１の上面がＸＹ平面に沿うように、言い換えると、構造層ＳＬ＃１の上面のＺ軸方向の高さが構造層ＳＬ＃１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置によらずに一定となるように、造形物のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置に応じた高さが異なっていてもよい。また、図５６（ｂ）に示すように、造形面ＣＳが凹凸状であってもよい、このときにも、凹凸状の造形面ＣＳの上部に造形される構造層ＳＬ＃１の上面がＸＹ平面に沿うように、言い換えると、構造層ＳＬ＃１の上面のＺ軸方向の高さが構造層ＳＬ＃１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置によらずに一定となるように、造形物のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置に応じた高さが異なっていてもよい。また、図５６（ｃ）に示すように、造形面ＣＳは、構造層ＳＬ＃１の上面であってもよい。いずれの場合にも、造形面ＣＳの面形状によらずに、造形物ＳＬ＃１（更には、構造層ＳＬ＃２）の上面を平らにすることができる。この場合において構造層ＳＬ＃１（更には、構造層ＳＬ＃２）の上面を所定の曲面としてもよい。
【０１９６】
（６−７）第７変形例
上述した説明では、造形物の造形面ＣＳからの高さを造形物の位置に応じて異ならせている。しかしながら、造形物の造形面ＣＳからの高さは造形物の位置に応じて異ならっていなくてもよい（一定であってもよい）。例えば、図５７に示すように、既に造形された構造層ＳＬ＃１の高さ（Ｚ軸方向（積層方向）のサイズ）と異なる高さの構造層ＳＬ＃２を、構造層ＳＬ＃１の上に造形してもよい。この場合、最終的に造形される３次元構造物ＳＴの積層方向（Ｚ軸方向）の高さの精度を高精度にすることができる。
【０１９７】
（６−８）第８変形例
造形材料Ｍを供給する供給する材料ノズル４１２は、ワークＷの外側の位置に供給領域ＭＡが位置している状態から、ワークＷ上、ひいては造形面ＣＳ上の造形開始位置ＳＰに供給領域ＭＡが位置している状態までの間の期間（以下、第１期間と称する）において、造形材料Ｍを供給し続けてもよい。材料ノズル４１２から造形材料Ｍの供給を開始した時点から供給される単位時間当たりの供給量が安定する時点までの間が長くかかるような場合には、造形開始位置ＳＰでの単位時間当たりの供給量を安定させることができる。
【０１９８】
このとき、材料ノズル４１２から造形面ＣＳに造形材料ＭＡが衝突して、造形面ＣＳを傷つける恐れがある。この場合には、図５８（ａ）に示すように、図８において説明したガス噴出装置４６１を設けてもよい。そして、第１期間においてガス噴出装置４６１から、造形材料Ｍの供給経路を横切る方向からガスを噴出させ、材料ノズル４１２から供給領域ＭＡへ向かうはずの造形材料ＭをワークＷ、ひいては造形面ＣＳの外側へ向けてもよい。そして、図５８（ｂ）に示すように、材料ノズル４１２による供給領域ＭＡが造形開始位置ＳＰに位置した後の期間（以下、第２期間と称する）では、ガス噴出装置４６１のガス噴出動作を停止して、材料ノズル４１２からの造形材料Ｍの供給領域ＭＡへの供給が開始されるようにしてもよい。ここで、材料ノズル４１２による供給領域ＭＡが造形開始位置ＳＰに位置した時点から、照射光学系４１１による光ＥＬの照射領域ＥＡへの照射を開始してもよい。
【０１９９】
尚、第１期間における造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量は、造形物を形成している第２期間における造形材料Ｍの単位時間当たりの供給量よりも小さくすることができる。また、上述の説明では、ガス噴出装置４６１を用いて、材料ノズル４１２から供給領域ＭＡへ向かうはずの造形材料ＭをワークＷ、ひいては造形面ＣＳの外側へ向けたが、図９を用いて説明した遮蔽部材４６２を使用してもよく、図１０を用いて説明した供給ノズル４１２の供給方向（噴射方向）を変えてもよい。また、ガス噴出装置４６１及び遮蔽部材４６２とは異なる任意の供給量変更装置を造形装置４が備えている場合には、制御装置７は、造形材料Ｍの供給レートを制御するために、任意の供給量変更装置を制御してもよい。尚、任意の供給量変更装置は、図５９に示すように材料供給装置３内に設けられた供給量変更装置３ａであってもよく、図６０に示すように材料供給装置３から材料ノズル４１２の供給アウトレット４１４に至る供給路に設けられた供給量調整装置４８１であってもよい。このような供給量変更装置３ａ及び４８１としては、例えば通過流量を変更可能なバルブを用いてもよい。尚、図５９及び図６０に夫々示した供給量変更装置３ａ及び４８１は、図８及び図９を用いて説明した、ガス噴出装置４６１及び遮蔽部材４６２とは異なる任意の供給量変更装置として用いることができる。
【０２００】
（６−９）第９変形例
図３０を用いて説明した例では、Ｙ軸方向に沿った照射領域ＥＡの１回分の移動（つまり、移動方向が変わるまでの移動であり、ラスタスキャンにおける１本の走査線に沿った移動）に着目すると、照射領域ＥＡのＹ軸方向に沿った移動の際にマーク形成領域と照射領域ＥＡとが重なるタイミングで光ＥＬを照射し、その１回分の移動（更には、その１回分の移動中に行われる複数回の光ＥＬの照射）で造形される造形物の高さは同じになっている。しかしながら、照射領域ＥＡの所定方向（例えば、Ｙ軸方向又はＸ軸方向等の造形面ＣＳ内の方向）の移動時に光ＥＬを複数回照射して、所定方向に並んだ複数の造形物を造形する場合、それらの造形物の高さ（Ｚ軸方向の造形面ＣＳからの高さ）は互いに異なっていてもよい。例えば、図６１（ａ）において、ラスタスキャンの同じ走査線に沿って並ぶ領域ＷＡ９と領域ＷＡ１０とに対して、造形材料Ｍの供給レート、熱伝達レート、及び照射領域ＥＡの移動速度等のうち少なくとも１つを異なるものとしてもよい。この動作により、例えば図６１（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向において造形面ＣＳからの高さが互いに異なる造形物を造形することができる。
【０２０１】
また、上述の例では、照射領域ＥＡの１回分の移動（つまり、ラスタスキャンにおける１本の走査線に沿った移動）で造形される複数の造形物の高さを互いに変えたが、複数の走査線に沿って照射領域ＥＡを移動させるラスタスキャンにおける、互いに異なる走査線に沿った照射領域ＥＡの移動（更には、移動中に行われる造形材料Ｍの供給）によって造形される複数の造形物の間で高さ（Ｚ軸方向の造形面ＣＳからの高さ）を変えてもよい。例えば、図６２（ａ）に示すように、互いに異なる走査線上に並ぶ領域ＷＡ９と領域ＷＡ１１とに対して、造形材料Ｍの供給レート、熱伝達レート、及び照射領域ＥＡの移動速度等のうち少なくとも１つを異なるものとしてもよい。この動作により、例えば図６２（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向において造形面ＣＳからの高さが互いに異なる造形物を造形することができる。
【０２０２】
尚、第９変形例では、造形面ＣＳに対するマーキング動作を例に挙げたが、この第９変形例は、造形面ＣＳ自体が積層造形された造形物の面である場合であっても適用できる。
【０２０３】
（６−１０）その他の変形例
上述した説明では、造形装置４は、造形材料Ｍに光ＥＬを照射することで、造形材料Ｍを溶融させている。しかしながら、造形装置４は、任意のエネルギビームを造形材料Ｍに照射して溶融池ＭＰを形成し、その溶融池ＭＰで造形材料Ｍを溶融させてもよい。この場合、造形装置４は、照射光学系４１１に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームは、限定されないが、電子ビーム、イオンビーム等の荷電粒子ビーム又は電磁波を含む。
【０２０４】
上述した説明では、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物ＳＴを形成可能である。しかしながら、造形システム１は、造形材料Ｍに光ＥＬ（或いは、任意のレーザビーム）を照射することで３次元構造物ＳＴを形成可能なその他の方式により造形材料Ｍから３次元構造物ＳＴを形成してもよい。その他の方式として、例えば、粉末焼結積層造形法（ＳＬＳ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）等の粉末床溶融結合法（Ｐｏｗｄｅｒ  Ｂｅｄ  Ｆｕｓｉｏｎ）、結合材噴射法（Ｂｉｎｄｅｒ  Ｊｅｔｔｉｎｇ）又は、レーザメタルフュージョン法（ＬＭＦ：Ｌａｓｅｒ  Ｍｅｔａｌ  Ｆｕｓｉｏｎ）があげられる。
【０２０５】
上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【０２０６】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う処理装置、処理方法、マーキング方法、造形システム及び造形方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０２０７】
１  造形システム
３  材料供給装置
４  造形装置
４１  造形ヘッド
４１１  照射光学系
４１２  材料ノズル
４２  駆動系
４３  ステージ
５  光源
Ｗ  ワーク
Ｍ  造形材料
ＳＬ  構造層
ＣＳ  造形面
ＥＡ  照射領域
ＭＡ  供給領域
ＭＰ  溶融池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【国際調査報告】
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