(57)【要約】【課題】造形品質を向上する。【解決手段】供給槽２１から平坦化ローラ１２によって造形槽２２に基材粉体２０Ａを移送供給して敷き詰めて基材粉体層３１Ａを形成し、基材粉体層３１Ａ上に、造形液１０で溶解されて基材粉体２０Ａを結合する結合粉体２０Ｂをホッパ部８０から供給して、平坦化ローラ１２によって敷き詰めて結合粉体層３１Ｂを形成し、結合粉体層３１Ｂ上から結合粉体２０Ｂを溶かす造形液１０を付与して、基材粉体２０Ａが結合された所要形状の造形層３０を造形する動作を繰り返し、造形層３０を積層した立体造形物を造形する。【選択図】図８
2018047570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材粉体を敷き詰める手段と、
造形液で溶解されて前記基材粉体を結合する結合粉体を敷き詰める手段と、
前記結合粉体を溶解する前記造形液を付与する手段と、
前記基材粉体を敷き詰めた上に前記結合粉体を敷き詰める動作と、前記敷き詰める動作で敷き詰められた結合粉体に対し、前記造形液を付与して、前記基材粉体が結合された所要形状の層状造形物を造形する動作とを繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をする手段と、を備えている
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【請求項２】
前記層状造形物を一層造形するとき、前記結合粉体を敷き詰め厚さは、前記基材粉体の敷き詰め厚さよりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項３】
前記結合粉体の粒径は、前記基材粉体の粒径よりも小さい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項４】
環境湿度を検出する手段を備え、
前記制御をする手段は、前記検出した環境湿度に応じて前記結合粉体の敷き詰め厚さを変更する制御をする
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項５】
装置の電源投入から前記環境湿度を検出して記録する
ことを特徴とする請求項４に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項６】
前記立体造形物を造形する動作の待機中に前記環境湿度を検出して記録する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項７】
前記敷き詰められた前記基材粉体の上方から前記結合粉体を落下させて供給する手段を備えている
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項８】
基材粉体を敷き詰める動作と、前記敷き詰められた前記基材粉体上に、造形液で溶解されて前記基材粉体を結合する結合粉体を敷き詰める動作と、前記敷き詰められた前記結合粉体に対して前記結合粉体を溶解する造形液を付与して前記基材粉体が結合された所要形状の層状造形物を造形する動作とを繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項９】
基材粉体を敷き詰め、前記敷き詰められた前記基材粉体上に、造形液で溶解されて前記基材粉体を結合する結合粉体を敷き詰め、前記敷き詰められた前記結合粉体に対して前記結合粉体を溶解する造形液を付与して前記基材粉体が結合された所要形状の層状造形物を造形する動作を繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形することを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物を造形する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体造形物（三次元造形物）を造形する装置として、例えば粉体積層造形法で造形するものがある。これは、例えば、造形ステージに粉体を敷き詰めて平坦化し、平坦化された層状の粉体（これを「粉体層」という。）に対して粉体を結合させる造形液を付与して、粉体が結合された層状造形物（これを「造形層」という。）を形成する。そして、この造形層上に粉体層に形成し、再度、造形層を形成する動作を繰り返して、造形層を積層することで立体造形物を造形する。
【０００３】
従来、基材（芯材）を樹脂で被覆した粉体を使用し、樹脂を溶かして基材を結合することで造形するものが知られている（特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、基材を樹脂で被覆した粉体を使用する場合、粉体自体の流動性の低下、環境湿度により樹脂が湿気を帯びて、粉体が凝集しやすくなる。その結果、層状に粉体を敷き詰めて平坦化するとき、粉体表面性状の低下、パッキング密度の低下など、リコート性が低下するという課題がある。
【０００６】
そのため、立体造形物の表面の凹凸が大きくなって表面粗さが粗くなり、精度も低下するなどの課題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、造形品質を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る立体造形物を造形する装置は、
基材粉体を敷き詰める手段と、
造形液で溶解されて前記基材粉体を結合する結合粉体を敷き詰める手段と、
前記結合粉体を溶解する前記造形液を付与する手段と、
前記基材粉体を敷き詰めた上に前記結合粉体を敷き詰める動作と、前記敷き詰める動作で敷き詰められた結合粉体に対し、前記造形液を付与して、前記基材粉体が結合された所要形状の層状造形物を造形する動作とを繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をする手段と、を備えている
構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、造形品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る立体造形装置の平面説明図である。
【図２】同じく側面説明図である。
【図３】同じく造形部の断面説明図である。
【図４】同造形物の要部斜視説明図である。
【図５】同装置の制御部の概要の説明に供するブロック図である。
【図６】造形の流れの説明に供する模式的説明図である。
【図７】同じく図６に続く流れの説明に供する模式的説明図である。
【図８】制御部による造形動作の制御の説明に供するフロー図である。
【図９】比較例の説明に供する斜視説明図である。
【図１０】造形物生成メカニズムの説明に供する模式的説明図である。
【図１１】立体造形物の粉体除去の説明に供する説明図である。
【図１２】結合粉体の供給方法の他の例の説明に供する斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る立体造形装置の一例の概要について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同装置の概略平面説明図、図２は同じく概略側面説明図、図３は同じく造形部の断面説明図、図４は同造形部の要部斜視説明図である。なお、図３は造形時の状態で示している。
【００１２】
この立体造形物を造形する装置（立体造形装置という。）は、粉体積層造形装置であり、基材粉体（粉末）２０Ａが結合粉体２０Ｂで結合された層状造形物である造形層３０が形成される造形部１と、造形部１の層状に敷き詰められた粉体層３１に対して造形液１０を吐出付与して造形層３０を造形する造形ユニット５とを備えている。
【００１３】
なお、基材粉体２０Ａは立体造形物を形成する材料となる粉体、結合粉体２０Ｂは造形液１０で溶解されて基材粉体２０Ａを結合する粉体をそれぞれ意味する。また、粉体層３１は、基材粉体２０Ａを敷き詰めた基材粉体層３１Ａと、結合粉体２０Ｂを敷き詰めた結合粉体層３１Ｂとで構成される。
【００１４】
造形部１は、粉体槽１１と、敷き詰める手段である平坦化部材（リコータ）として回転体としての平坦化ローラ１２などを備えている。なお、平坦化部材は、回転体に代えて、例えば板状部材（ブレード）とすることもできる。また、平坦化ローラ１２は、基材粉体２０Ａの敷き詰める手段と、結合粉体２０Ｂを敷き詰める手段とを兼ねている。
【００１５】
粉体槽１１は、造形槽２２に供給する基材粉体２０Ａを保持する供給槽２１と、造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形槽２２と、粉体層３１を形成するときに基材粉体層３１Ａ、結合粉体層３１を形成しないで落下する余剰の粉体２０を溜める余剰粉体受け槽２９を有している。
【００１６】
供給槽２１の底部は供給ステージ２３として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。同様に、造形槽２２の底部は造形ステージ２４として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。造形ステージ２４上に造形層３０が積層された立体造形物が造形される。余剰粉体受け槽２９は簡単に取り外せるような構成となっている。
【００１７】
供給ステージ２３は、後述するモータ２７によって矢印Ｚ方向（高さ方向）に昇降され、造形ステージ２４は、同じく、モータ２８によって矢印Ｚ方向に昇降される。
【００１８】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１の供給ステージ２３上に供給された基材粉体２０Ａを造形槽２２に移送して供給し、供給した基材粉体２０Ａの層の表面を均して平坦化して、基材粉体層３１Ａを形成する。また、平坦化ローラ１２は、造形槽２２に結合粉体供給手段であるホッパ部８０から落下供給された結合粉体２０Ｂの層の表面を均して平坦化して、結合粉体層３１Ｂを形成する。
【００１９】
この平坦化ローラ１２は、造形ステージ２４のステージ面（基材粉体２０Ａが積載される面）に沿って矢印Ｙ方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、後述する往復移動機構２５によって移動される。また、平坦化ローラ１２は、後述するモータ２６によって回転駆動される。
【００２０】
一方、造形ユニット５は、造形ステージ２４上の結合粉体層３１Ｂに対して結合粉体２０Ｂを溶かす造形液１０を吐出付与する液体吐出ユニット５０を備えている。
【００２１】
液体吐出ユニット５０は、キャリッジ５１と、キャリッジ５１に搭載された造形液付与手段である液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）５２を備えている。ヘッド５２は、造形液を吐出する複数のノズルを配列したノズル列が１又は複数列配置されている。
【００２２】
キャリッジ５１は、ガイド部材５４及び５５に移動可能に保持されている。ガイド部材５４及び５５は、両側の側板７０、７０に昇降可能に保持されている。
【００２３】
このキャリッジ５１は、後述するＸ方向走査機構５５０を構成するＸ方向走査モータによってプーリ及びベルトを介して主走査方向である矢印Ｘ方向（以下、単に「Ｘ方向」という。他のＹ、Ｚについても同様とする。）に往復移動される。
【００２４】
また、Ｘ方向の一方側には、液体吐出ユニット５０のヘッド５２の維持回復を行うメンテナンス機構６１が配置されている。
【００２５】
メンテナンス機構６１は、主にキャップ６２とワイパ６３で構成される。キャップ６２をヘッド５２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着させ、ノズルから造形液を吸引する。ノズルに詰まった粉体の排出や高粘度化した造形液を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成（ノズル内は負圧状態である）のため、ノズル面をワイパ６３でワイピング（払拭）する。また、メンテナンス機構６１は、造形液の吐出が行われない場合に、ヘッドのノズル面をキャップ６２で覆い、粉体２０がノズルに混入することや造形液１０が乾燥することを防止する。
【００２６】
造形ユニット５は、ベース部材７上に配置されたガイド部材７１に移動可能に保持されたスライダ部７２を有し、造形ユニット５全体がＸ方向と直交するＹ方向（副走査方向）に往復移動可能である。この造形ユニット５は、後述するＹ方向走査機構５５２によって全体がＹ方向に往復移動される。
【００２７】
液体吐出ユニット５０は、ガイド部材５４、５５とともに矢印Ｚ方向に昇降可能に配置され、後述するＺ方向昇降機構５５１によってＺ方向に昇降される。
【００２８】
ここで、造形部１の詳細について説明する。
【００２９】
粉体槽１１は、箱型形状をなし、供給槽２１と造形槽２２と、余剰粉体受け槽２９の３つの上面が開放された槽とを備えている。供給槽２１内部には供給ステージ２３が、造形槽２２内部には造形ステージ２４がそれぞれ昇降可能に配置される。
【００３０】
供給ステージ２３の側面は供給槽２１の内側面に接するように配置されている。造形ステージ２４の側面は造形槽２２の内側面に接するように配置されている。これらの供給ステージ２３及び造形ステージ２４の上面は水平に保たれている。
【００３１】
造形槽２２の隣りには、造形槽２２外に排出される余剰な粉体を受ける余剰粉体受け槽２９が配置されている。
【００３２】
余剰粉体受け槽２９には、粉体層３１を形成するときに平坦化ローラ１２によって移送供給される基材粉体２０Ａのうちの余剰の基材粉体２０Ａが落下する。
【００３３】
供給槽２１に基材粉体２０Ａを供給する後述の基材粉体供給装置５５４は供給槽２１上に配置される。造形の初期動作時や供給槽２１の粉体量が減少した場合に、粉体供給装置５５４を構成するタンク内の基材粉体を供給槽２１に供給する。粉体供給のための粉体搬送方法としては、スクリューを利用したスクリューコンベア方式や、エアーを利用した空気輸送方式などが挙げられる。
【００３４】
また、造形槽２２の上方には、結合粉体２０Ｂを供給するホッパ部８０が配置される。ホッパ部８０から造形槽２２の基材粉体層３１Ａ（敷き詰められた基材粉体２０Ａ）上に結合粉体２０Ｂが供給される。
【００３５】
このホッパ部８０による結合粉体２０Ｂの供給、造形を行うときのホッパ部８０の造形槽２２上方からの退避移動と供給位置への移動とを制御するために後述のホッパ機構５５５を備えている。
【００３６】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１から基材粉体２０Ａを造形槽２２へと移送供給して、表面を均すことで平坦化して敷き詰め、所定の厚みの層状の粉体である基材粉体層３１Ａを形成する。また、平坦化ローラ１２は、ホッパ部８０から基材粉体層３１Ａ上に供給された結合粉体２０Ｂを均すことで平坦化して敷き詰め、所定の厚みの層状の粉体である結合粉体層３１Ｂを形成する。
【００３７】
この平坦化ローラ１２は、造形槽２２及び供給槽２１の内寸（即ち、粉体が供される部分又は仕込まれている部分の幅）よりも長い棒状部材であり、往復移動機構によってステージ面に沿ってＹ方向（副走査方向）に往復移動される。
【００３８】
この平坦化ローラ１２は、往復移動機構のモータによって回転されながら、供給槽２１の外側から供給槽２１及び造形槽２２の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、基材粉体２０Ａが造形槽２２上へと移送供給され、平坦化ローラ１２が造形槽２２上を通過しながら基材粉体２０Ａを平坦化することで基材粉体層３１Ａが形成される。同様に、平坦化ローラ１２が造形槽２２上を通過しながら結合粉体２０Ｂを平坦化することで結合粉体層３１Ｂが形成される。
【００３９】
また、図２にも示すように、平坦化ローラ１２の周面に接触して、平坦化ローラ１２に付着した基材粉体２０Ａを除去するための粉体除去部材である粉体除去板１３が配置されている。
【００４０】
粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２の周面に接触した状態で、平坦化ローラ１２とともに移動する。また、粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２が平坦化を行うときの回転方向に回転するときにカウンタ方向でも、順方向での配置可能である。
【００４１】
次に、上記立体造形装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。図４は同制御部のブロック図である。
【００４２】
制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるための本発明に係るプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、造形データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。
【００４３】
制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４を備えている。また、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５を備えている。
【００４４】
制御部５００は、外部の造形データ作成装置６００から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。
【００４５】
なお、造形データ作成装置６００は、最終形態の造形物（立体造形物）を各造形層毎にスライスしたスライスデータである造形データを作成する本発明に係る立体造形物を造形するデータを作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。
【００４６】
制御部５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備えている。
【００４７】
制御部５００は、液体吐出ユニット５０のヘッド５２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８を備えている。
【００４８】
制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＸ方向（主走査方向）に移動させるＸ方向走査機構５５０を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１０と、造形ユニット５をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１２を備えている。
【００４９】
制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＺ方向に移動（昇降）させるＺ方向昇降機構５５１を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備えている。なお、矢印Ｚ方向への昇降は造形ユニット５全体を昇降させる構成とすることもできる。
【００５０】
制御部５００は、供給ステージ２３を昇降させるモータ２７を駆動するモータ駆動部５１３と、造形ステージ２４を昇降させるモータ２８を駆動するモータ駆動部５１４を備えている。
【００５１】
制御部５００は、平坦化ローラ１２を移動させる往復移動機構２５のモータ５５３を駆動するモータ駆動部５１５と、平坦化ローラ１２を回転駆動するモータ２６を駆動する５１６を備えている。
【００５２】
制御部５００は、供給槽２１に基材粉体２０Ａを供給する粉体供給装置５５４を駆動する供給系駆動部５１７と、液体吐出ユニット５０のメンテナンス機構６１を駆動するメンテナンス駆動部５１８を備えている。
【００５３】
制御部５００は、ホッパ部８０から結合粉体２０Ｂの供給を行わせるホッパ機構５５５を駆動するホッパ駆動部５１９を備えている。
【００５４】
制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ５６０などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。
【００５５】
制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。
【００５６】
制御部５００は、上述したように、造形データ作成装置６００から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層３０の形状データ（造形データ）を含む。
【００５７】
そして、主制御部５００Ａは、造形層３０の造形データに基づいてヘッド５２からの造形液１０の吐出を行わせる制御をする。
【００５８】
なお、造形データ作成装置６００と立体造形装置（粉体積層造形装置）６０１によって造形装置が構成される。
【００５９】
次に、この装置における造形の流れについて図６及び図７も参照して説明する。図６及び図７は造形の流れの説明に供する模式的説明図である。
【００６０】
ここでは、造形槽２２の造形ステージ２４上に、１層目の造形層３０が形成されている状態から説明する。
【００６１】
この１層目の造形層３０上に次の造形層３０を形成するときには、図６（ａ）に示すように、供給槽２１の供給ステージ２３をＺ１方向に上昇させ、造形槽２２の造形ステージ２４をＺ２方向に下降させる。
【００６２】
このとき、造形槽２２の粉体層３１の表面（粉体面）の上面と平坦化ローラ１２の下部（下方接線部）との間隔（積層ピッチ）がΔｔ１となるように造形ステージ２４の下降距離を設定する。この間隔Δｔ１は、１層当たりの粉体層３１の厚さ（積層ピッチ）に基づいて定めている。間隔Δｔ１は、数十〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００６３】
次いで、図６（ｂ）に示すように、供給槽２１の上面レベルよりも上方に位置する基材粉体２０Ａを、平坦化ローラ１２を逆方向（矢印方向）に回転しながらＹ２方向（造形槽２２側）に移動することで、基材粉体２０Ａを造形槽２２へと移送供給する（基材粉体供給）。
【００６４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、平坦化ローラ１２を造形槽２２の造形ステージ２４のステージ面と平行に移動させ、造形ステージ２４の造形層３０上で所定の厚さΔｔ１になる基材粉体層３１Ａを形成する（平坦化）。
【００６５】
このとき、基材粉体層３１Ａの形成に使用されなかった余剰の基材粉体２０Ａは余剰粉体受け槽２９に落下する。
【００６６】
基材粉体層３１Ａを形成後、平坦化ローラ１２を、図６（ｄ）に示すように、Ｙ１方向に移動して初期位置（原点位置）に戻す。
【００６７】
次いで、図７（ａ）に示すように、結合粉体２０Ｂの結合粉体層３１Ｂを形成するために造形槽２２の造形ステージ２４をＺ２方向に所定量下降させる。
【００６８】
その後、図７（ｂ）に示すように、基材粉体２０Ａが敷き詰められて形成された基材粉体層３１Ａ上に、ホッパ部８０から結合粉体２０Ｂを降らせ（落下させ）る。そして、図７（ｂ）に示すように、平坦化ローラ１２を矢印Ｙ２方向に移動させて、結合粉体２０Ｂを敷き詰めて平坦化して結合粉体層３１Ｂを形成する（図４（ｂ）も参照）。
【００６９】
このとき、層状造形物一層当たりにおいて、基材粉体２０Ａの敷き詰め厚さよりも結合粉体２０Ｂの敷き詰め厚さは薄く（小さく）している。これにより、リコート性の低下及び結合粉体量が多くなることを防止する。
【００７０】
つまり、敷き詰め厚みを少なくすることで，結合粉体２０Ｂを少なくしている。この結合粉体２０の材料（結合材料という。）は、液体により溶解することを特徴としている。結合材料が過分な場合、液体の量が足りず、基材粉体２０Ａの基材粒子２０ａ（後述の図１０参照）の結合性を低下させる。
【００７１】
また、結合材料が過分な場合、液体の浸透性も低下し、リコート時に造形層３０を含む粉体２０上に液体（造形液１０）が残存してリコート不良を発生させることがある。
【００７２】
上記のように、基材粉体２０Ａの敷き詰め厚さよりも結合粉体２０Ｂの敷き詰め厚さを薄くすることで、このようなリコート不良の発生を防止できる。
【００７３】
また、結合粉体２０Ｂの粒径は基材粉体２０Ａの粒径よりも小さくしている。これにより、粉体層３１の表面性状の低下を抑えることができる。
【００７４】
つまり、結合粉体２０Ｂの結合粒子（ここでは、樹脂粒子）２０ｂ（後述の図１０参照）の粒径を基材粉体２０Ａの基材粒子２０ａの粒径よりも小さくすることで、液体により溶解しやすくなる。
【００７５】
また、結合粉体２０Ｂの樹脂粒子２０ｂの粒径が基材粉体２０Ａの基材粒子２０ａの粒径よりも大きい場合、結合粉体２０Ｂのリコートに不備（結合粉体２０Ｂの塊等）があると、基材粉体２０Ａの粉体面の平面度を低下させることになる。
【００７６】
そこで、結合粉体２０Ｂの樹脂粒子２０ｂの粒径は基材粉体２０Ａの基材粒子２０ａの粒径よりも小さくすることで、リコート不備の影響を低減することができる。
【００７７】
以上のように、基材粉体２０Ａを敷き詰めた上に結合粉体２０Ｂを敷き詰める動作を行う。
【００７８】
そして、結合粉体層３１Ｂを形成後、平坦化ローラ１２を、図７（ｃ）に示すように、Ｙ１方向に移動して初期位置（原点位置）に戻る。
【００７９】
その後、図７（ｄ）に示すように、液体吐出ユニット５０のヘッド５２から造形液１０の液滴を吐出して、敷き詰める動作で敷き詰められた粉体層３１の結合粉体２０Ｂを溶かし、基材粉体２０Ａを結合させた所要形状の造形層３０を積層形成する（造形）。
【００８０】
次いで、上述した粉体供給・平坦化よる粉体層３１を形成する工程、ヘッド５２による造形液吐出工程を繰り返して新たな造形層３０を形成する。このとき、新たな造形層３０とその下層の造形層３０とは一体化して三次元形状造形物（立体造形物）の一部を構成する。
【００８１】
以後、粉体の供給・平坦化よる粉体層３１を形成する工程、ヘッド５２による造形液吐出工程を必要な回数繰り返すことによって、三次元形状造形物（立体造形物）を完成させる。
【００８２】
次に、制御部による造形動作の制御について図８のフロー図を参照して説明する。
【００８３】
まず、粉体層３１を形成する前に、温湿度センサ５６０によって環境湿度を検出する。
【００８４】
そして、検出した環境湿度から結合粉体層３１Ｂの厚さ（結合粉体２０Ｂの敷き詰め厚さ）を決定する。
【００８５】
その後、基材粉体２０Ａを平坦化ローラ１２で移送供給し、リコートして基材粉体層３１Ａを形成した後、基材粉体層３１Ａ上にホッパ部８０から結合粉体２０Ｂを供給し、平坦化ローラ１２でリコートして決定した敷き詰め厚さの結合粉体層３１Ｂを形成する。
【００８６】
そして、ヘッド５２から造形液１０を付与して所要の造形層３０を造形する。
【００８７】
上述した処理を、所定回数造形層３０を形成するまで、つまり、すべての造形層３０の造形が完了するまで繰り返し、造形層３０が積層された立体造形物を造形する。
【００８８】
次に、本発明による作用効果について前述した図４（ｂ）及び図９の比較例も参照して説明する。
【００８９】
図９に示す比較例は基材を樹脂で被覆した粉体１２０を使用する場合の例である。この比較例では、環境湿度によって粉体１２０が湿気を帯びると、粉体１２０が凝集し、粉体１２０の凝集物２２０が平坦化ローラ１２によってリコートされることで，粉体層３１の表面に溝２２１が作出され、造形物の品質が低下することがある。
【００９０】
この原因は、粉体１２０の表面にコートされた樹脂が湿気を帯びることで，粉体１２０同士がくっつきやすい環境になっていることにある。また、粉体１２０表面にコートされた樹脂により、流動性が低下し，パッキング密度が低下することも関係している。
【００９１】
これに対し、本実施形態では、基材粉体２０Ａを薄層化し、薄層化された基材粉体２０Ａ上に結合粉体（樹脂粉体）２０Ｂを供給して薄層化している。
【００９２】
この場合、基材粉体２０Ａは湿気を帯び難く、しかも、流動性が高いため，基材粉体２０Ａ同士の凝集は発生せず、リコートにより表面性状の良好な薄層を形成することができる。
【００９３】
その後、結合粉体２０Ｂとしての樹脂粉体をリコートした場合、樹脂粉体は基材粉体２０Ａと比較して比重が非常に低い（例えば，ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の比重はＳＵＳ３１６Ｌの比重の約１／７である）。そのため、図４（ｂ）にも示すように、樹脂粉体のリコートによって既に形成されている基材粉体層３１Ａ表面を荒らすことはなく、基材粉体層３１Ａ上に樹脂粉体層（結合粉体層３１Ｂ）を形成することができる。
【００９４】
これにより、粉体層３１の表面を一定に保ちながら造形をすることができ、高い品質の立体造形物を得ることができる。
【００９５】
ここで、環境湿度が高湿である場合には、結合粉体としての樹脂粉体が湿気を帯びるため、湿度が低い場合に比べて、樹脂粉体の粒径が相対的に大きくなる。
【００９６】
したがって、樹脂粉体をリコートするときの積層ピッチは造形環境の湿度に応じて変化させることが好ましい。例えば、検出した環境湿度が閾値以上である高湿環境下では、樹脂粉体の粒径が増大するため、それに合わせて積層ピッチを増加する。
【００９７】
また、樹脂粒子は湿度の変化に非常に敏感であり、１０分程度で湿気の影響を受けることから、毎リコート前などのタイミングで環境湿度を検出して、樹脂粉体のリコートを行うときにフィードバックすることで安定したリコートを行うことができる。
【００９８】
また、装置の電源投入から環境湿度を検出して記録し、また、造形動作の待機中（メンテナンス動作中）などにも環境湿度を検出して記録する構成とすることで、装置復帰時からより多くの情報で粉体の状態を判別することができるようになる。
【００９９】
次に、本実施形態における造形物生成メカニズムについて図１０を参照して説明する。図１０は同メカニズムの説明に供する模式的説明図である。
【０１００】
図１０（ａ）に示すように、基材粉体層３１Ａ上に結合粉体層３１Ｂが積層された粉体層３１に対し、造形する造形層３０のスライスデータに従って造形液１０を吐出して付与する。なお、基材粉体２０Ａは基材粒子２０ａの集合体であり、結合粉体２０Ｂは結合粒子である樹脂粒子２０ｂの集合体とする。
【０１０１】
造形液１０が付与された箇所は、樹脂粒子２０ｂが溶解し、図１０（ｂ）に示すように、造形液１０と樹脂の混合物３３となり、基材粒子２０ａ間に浸透する。
【０１０２】
そして、基材粒子２０ａ間に浸透した造形液１０と樹脂の混合物３３が固化し、基材粒子２０ａ間の結合を強め、造形層３０が造形される。
【０１０３】
次に、立体造形物の粉体除去性の向上について図１１を参照して説明する。図１１は同説明に供する説明図である。
【０１０４】
図１１に示すように造形槽２２内に造形された立体造形物３００を取り出した場合、立体造形物３００には粉体２０が付着していることから、ノズル３０１などでエアーを吹き付けて粉体２０を除去する。
【０１０５】
このとき、基材に樹脂をコートした粉体１２０を使用すると、環境湿度によって造形液を付与していない箇所も固化し、立体造形物周りの粉体２０をエアーで除去することが難しくなる場合がある。
【０１０６】
これに対して、本実施形態によれば、環境湿度による固化を抑えることができるので、粉体除去性が向上する。
【０１０７】
次に、結合粉体の供給方法の他の例について図１２を参照して説明する。図１２は同説明に供する斜視説明図である。
【０１０８】
本実施形態では、造形槽２２を挟んで一方に基材粉体２０Ａの供給槽２１Ａを、他方に結合粉体２０Ｂの供給槽２１Ｂを配置している。
【０１０９】
そして、例えば平坦化ローラ１２の往路移動で供給槽２１Ａから基材粉体２０Ａを造形槽２２に供給し、平坦化ローラ１２の復路移動で供給槽２１Ｂから結合粉体２０Ｂを造形槽２２に供給する。
【０１１０】
ただし、この構成では、余剰粉体が混ざり合うおそれがあるので、基材粉体２０Ａと結合粉体２０Ｂは別系統で供給することが好ましい。２つの供給槽を使用する場合には、例えば、２つの供給槽を造形槽に対して直角になる位置関係で配置し、平坦化手段をそれぞれの供給槽に配置するような構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  造形部
５  造形ユニット
１０  造形液
１２  平坦化ローラ（平坦化手段）
２０  粉体
２０Ａ  基材粉体
２０Ｂ  結合粉体（樹脂粉体）
２１  供給槽
２２  造形槽
２３  供給ステージ
２４  造形ステージ
３０  造形層（層状造形物）
３１Ａ  基材粉体層（層状の粉体）
３１Ｂ  結合粉体層（層状の粉体）
５０  液体吐出ユニット
５１  キャリッジ
５２  液体吐出ヘッド
５００  制御部
【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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