(57)【要約】【課題】吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑制する三次元造形装置を提案する。【解決手段】  ここに提案する三次元造形装置は、造形テーブルと、複数の吐出ヘッドと、移動機構と、移動制御部と、吐出制御部と、を備えている。複数の吐出ヘッドのうちには、材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドが少なくとも含まれている。移動機構は、複数の吐出ヘッドを保持する保持部を備え、移動制御部は、造形テーブル上に予め定められた造形位置に、複数の吐出ヘッドのうち予め定められた吐出ヘッドを順に送るように移動機構を制御する。吐出制御部は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッドの吐出条件を、二番目に吐出する第２の吐出ヘッドの吐出条件よりも、材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定する。【選択図】図４
2018030239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粉末が載せられる造形テーブルと、
前記材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドを少なくとも含む複数の吐出ヘッドと、
前記複数の吐出ヘッドを保持した保持部を備え、前記造形テーブルに対して前記保持部に保持された前記複数の吐出ヘッドを動かす移動機構と、
前記造形テーブル上に予め定められた造形位置に、前記複数の吐出ヘッドのうち予め定められた吐出ヘッドを順に送るように前記移動機構を制御する移動制御部と、
前記造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、前記造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッドの吐出条件を、前記造形位置に二番目に吐出する第２の吐出ヘッドの吐出条件よりも、前記造形テーブルに載せられる前記材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定する吐出制御部と、
を備えた、
三次元造形装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記複数の吐出ヘッドを、前記造形テーブルに対して予め定められた主走査方向に沿って動かす主走査部を備え、
前記第１の吐出ヘッドは、前記主走査方向に沿って、前記第２の吐出ヘッドよりも前方に保持された、
請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記複数の吐出ヘッドは、前記主走査方向に沿って一列に保持された、
請求項２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記造形テーブルに対して予め定められた主走査方向に沿って前記複数の吐出ヘッドを動かす主走査部と、前記主走査方向と交差する副走査方向に沿って前記複数の吐出ヘッドを動かす副走査部と、を備え、
前記第１の吐出ヘッドは、前記第２の吐出ヘッドよりも前記副走査方向の前方に保持された、
請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記複数の吐出ヘッドは、前記第１の吐出ヘッド以外の吐出ヘッドのうちに、前記硬化液を吐出する吐出ヘッドを含む、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記吐出制御部は、前記第１の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を、前記第２の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量よりも少なく設定する、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記吐出制御部は、前記第１の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を、前記第２の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定する、
請求項６に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
前記吐出制御部は、前記第１の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量を、前記第２の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量よりも少なく設定する、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項９】
前記吐出制御部は、前記第１の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量を、前記第２の吐出ヘッドが前記造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定する、
請求項８に記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
前記第１の吐出ヘッドは、前記硬化液、または前記硬化液でない液のいずれかを吐出する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項１１】
前記硬化液でない液は、水である、
請求項１０に記載の三次元造形装置。
【請求項１２】
材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドを少なくとも含む複数の吐出ヘッドを、前記材料粉末が載せられた造形テーブルに対して動かし、
前記複数の吐出ヘッドを動かしながら、前記複数の吐出ヘッドに、前記材料粉末に対して液体を吐出させる、三次元造形物の製造方法であって、
前記造形テーブル上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの吐出条件が、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、前記造形テーブルに載せられた前記材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されている、ことを特徴とする、
三次元造形物の製造方法。
【請求項１３】
前記造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量を、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定する、
請求項１２に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１４】
前記造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量を、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定する、
請求項１２に記載の三次元造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料粉末に硬化液等を吐出して硬化させ三次元造形物を造形する三次元造形装置において、液の吐出によって材料粉末が飛散し、液を吐出する吐出ヘッドに材料粉末が付着するという問題が発生する。材料粉末が吐出ヘッドに付着すると、吐出口から正常に液が吐出されず、被造形物の品質に影響することがある。特許文献１は、吐出不良に陥った吐出ヘッドが出ても被造形物の品質を損なう可能性が少ない吐出ヘッドの動かし方を特徴とする三次元造形装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１２８６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、材料粉末に硬化液等を吐出して硬化させ三次元造形物を造形する三次元造形装置において、吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここに提案する三次元造形装置は、造形テーブルと、複数の吐出ヘッドと、移動機構と、移動制御部と、吐出制御部と、を備えている。造形テーブルには、材料粉末が載せられる。複数の吐出ヘッドのうちには、材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドが少なくとも含まれている。移動機構は、複数の吐出ヘッドを保持した保持部を備え、複数の吐出ヘッドを、造形テーブルに対して動かす。移動制御部は、造形テーブル上に予め定められた造形位置に、複数の吐出ヘッドのうち予め定められた吐出ヘッドを順に送るように移動機構を制御する。吐出制御部は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッドの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブルに載せられる材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定する。
【０００６】
上述の三次元造形装置においては、最初に第１の吐出ヘッドが造形位置の材料粉末を濡らし、材料粉末を飛散しにくい状態にする。それにより、第２の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドが吐出する時に材料粉末の飛散が抑制され、第２の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドへの材料粉末の付着が抑えられる。また、第２の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドの吐出時には材料粉末の飛散に配慮する必要が少ないため、生産性に影響を与えにくい。第１の吐出ヘッドの吐出条件は材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、第１の吐出ヘッドへの材料粉末の付着も抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態における三次元造形装置を模式的に表した断面図である。
【図２】図１の三次元造形装置を上方から見た平面図である。
【図３】保持部周辺を前方から見た模式図である。
【図４】一実施形態において、主走査方向への１回の走査間に吐出制御部が行う処理のフローチャートである。
【図５】第１の吐出ヘッドのプレコート開始時の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図６】第２の吐出ヘッドの吐出開始時の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図７】第１の吐出ヘッドのプレコート終了時の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図８】第６の吐出ヘッドの吐出終了時の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図９】第１の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した実施形態における、最初の走査中の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図１０】第１の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した実施形態における、２回目の走査中の造形テーブル上を模式的に表した平面図である。
【図１１】双方向造形の場合の吐出ヘッドの一配置例である。
【図１２】双方向造形の場合の、図１１とは別の吐出ヘッドの配置例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡潔化する。
【０００９】
図１は一実施形態における三次元造形装置１０を模式的に表した断面図である。ここでは、図１の左方を三次元造形装置１０の左方Ｌ、図１の右方を三次元造形装置１０の右方Ｒ、図１の上方を装置の上方Ｕ、図１の下方を装置の下方Ｄとする。また、図２は、図１の三次元造形装置１０を上方から見た平面図である。図１は、図２におけるＩ−Ｉ断面図である。そこで、図２の左方は三次元造形装置１０の左方Ｌ、図２の右方は三次元造形装置１０の右方Ｒ、図２の下方は装置の前方Ｆ、図２の上方は三次元造形装置の後方Ｒｒである。以後、実施形態の説明において、方向について述べるときは、上述の方向を意味するものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、三次元造形装置１０の設置態様を限定するものではない。
【００１０】
図１、図２に示すように、本実施形態によれば、三次元造形装置１０は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆと、タンク３０ａ〜３０ｆと、造形テーブル４０と、造形槽４２と、第１昇降機構４４と、材料槽４６と、第２昇降機構４８と、ローラー５０と、移動機構５２と、移動制御部７０と、吐出制御部７２と、を備えている。
【００１１】
吐出ヘッドは、材料粉末１００に液を吐出する機構である。吐出ヘッドは、複数あって、そのうちの少なくとも一つは、材料粉末１００を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドである。図１、図２に示す実施形態においては、吐出ヘッドは２０ａ〜２０ｆの６個あり、保持部５２ａによって左右方向に沿って一列に保持されている。そして、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、それぞれタンク３０ａ〜３０ｆと接続され、それぞれに接続されたタンクに収納された吐出液を吐出する。図２に示した例によれば、吐出ヘッド２０ａは後述するプレコート液１１０Ｐを、吐出ヘッド２０ｂはシアンカラー液１１０Ｃを、吐出ヘッド２０ｃはマゼンタカラー液１１０Ｍを、吐出ヘッド２０ｄはイエローカラー液１１０Ｙを、吐出ヘッド２０ｅは黒カラー液１１０Ｋを、吐出ヘッド２０ｆは硬化液１１０Ｂを吐出するように、タンクと接続されている。本例においては、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆにおける吐出液の選択および並び方を上述の通りとしているが、勿論これは一例である。吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、Ｙ１方向に走査されるときに吐出を行うよう制御されている。Ｙ１方向は、三次元造形装置１０の左方Ｌと一致している。吐出ヘッドの駆動方式は、例えば、ピエゾ駆動方式が採用されている。ピエゾ駆動方式の吐出ヘッドは、吐出する液体で満たされた圧力室を備えている。そして、圧力室には、微細なノズル孔が開けられている。圧力室の外壁には、圧電素子（ピエゾ素子）が接している。ピエゾ素子に電圧を印加すると、電圧印加によるピエゾ素子の変異が圧力室に伝わる。それによって圧力室の体積が減少させられ、体積減少分が液滴として吐出される。ノズル孔は、吐出ヘッドの吐出面に、Ｘ方向に並んで配置されている。Ｘ方向は、Ｙ方向と直交する方向であり、三次元造形装置１０の前後方向と一致している。このノズル孔の密度が、Ｘ方向の液滴の密度を決定する。液滴の密度は、通常１インチ当たりのドット数（ｄｐｉ：ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）で表される。例えば、ノズル孔が、Ｘ方向に、１インチ当たり２００個並んで配置されているとすれば、Ｘ方向のドット密度は２００ｄｐｉである。吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、造形テーブル４０上の材料粉末１００に向けて液を吐出できるよう、吐出面を下方Ｄに向けて保持されている。
【００１２】
造形テーブル４０には、材料粉末１００が載せられている。造形テーブル４０は、その上で造形が行われる部材であり、造形を進める毎に、被造形物２００のそれまでに造形の終わった部分の上に新しい層が積層されていく。そこで、造形テーブル４０上には、被造形物２００のそれまでに造形の終わった部分が載置されている。造形テーブル４０は、造形槽４２の内側に設置されており、上下に摺動可能である。また、造形テーブル４０は、造形槽４２内において、下方から第１昇降機構４４に接続されている。第１昇降機構４４は、造形槽４２内で、造形テーブル４０を上下に移動させることができる。
【００１３】
材料槽４６は、本実施形態にあっては、造形テーブル４０の隣にあり、材料粉末１００を収納している。材料槽４６は、材料粉末１００を造形テーブル４０上に供給する機構の一つである。材料槽４６の底部４６ａは、材料槽４６内を、上下に摺動可能となっている。底部４６ａの下面には、第２昇降機構４８が接続されている。第２昇降機構４８は、材料槽４６内で、底部４６ａを上下に移動させることができる。材料槽４６に収納されている材料粉末１００は、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等である。
【００１４】
本実施形態に係る三次元造形装置１０には、ローラー５０が備えられている。図１のように、ローラー５０は、表面下部が、造形テーブル４０上の堆積の最上面（以後、造形面Ｌｙと呼ぶ。）と同じ高さになるように設置されている。また、図２のように、ローラー５０の前後方向の長さは、造形槽４２、および材料槽４６の前後方向の幅よりも長い。ローラー５０は、図示されない駆動部によって、左右方向に水平移動するようになっている。
【００１５】
移動機構５２は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを保持して、造形テーブル４０上を動かす機構である。移動機構５２は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを保持した保持部５２ａを備えている。保持部５２ａに保持された吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆの吐出面と、造形テーブル４０上の造形面Ｌｙとの間には、例えば２ｍｍ程度の所定の間隔が空いている。図１、図２に示した実施形態によれば、移動機構５２は、Ｙ方向とＸ方向に、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを動かす。Ｙ１方向は、三次元造形装置１０の左方Ｌと一致するように定められ、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが吐出を行いながら走査される主走査方向である。また、Ｙ方向と交差し、吐出と吐出の間に吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが走査される方向が副走査方向Ｘ１である。本実施形態においては、副走査方向Ｘ１は、主走査方向Ｙ１と直交し、三次元造形装置１０の前方Ｆと一致している。本例においては、Ｘ方向とＹ方向は直交しているが、この交差は直交に限られるものではない。移動機構５２は、Ｙ方向に吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを動かす主走査部５２ｙと、Ｘ方向に吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを動かす副走査部５２ｘを備えている。主走査部５２ｙは、保持部５２ａと接続され、保持部５２ａを主走査部ガイドレール５２ｙｇに沿ってＹ方向に動かす。副走査部５２ｘは、主走査部５２ｙと接続され、主走査部５２ｙを副走査部ガイドレール５２ｘｇに沿ってＸ方向に動かす。なお、ここに示した実施形態では、造形テーブル４０は不動であって、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが移動機構５２によって動かされるが、この動きは相対的なものであればよく、造形テーブル４０が、Ｙ方向、Ｘ方向のいずれか一方、または両方に動かされても構わない。また、ここに示した実施形態では、移動機構５２は、Ｙ方向、Ｘ方向の両方に吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを動かすが、Ｙ方向にだけ動かしてもよい。その場合、保持部５２ａは、Ｘ方向の造形領域全幅をカバーするように吐出ヘッドを多数並べて配置する、いわゆるラインヘッド方式の構造を取るのが通常である。
【００１６】
移動制御部７０は、造形テーブル４０上に予め定められた造形位置に、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを順に送るように、移動機構５２を制御する。また、移動制御部７０は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを所定の走査速度で動かすように、移動機構５２を制御する。移動制御部７０は、Ｙ方向の走査においては主走査部５２ｙを制御し、Ｘ方向の走査においては副走査部５２ｘを制御する。
【００１７】
吐出制御部７２は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを制御する。吐出制御部７２は、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが主走査方向Ｙ１に走査されているとき、所定のタイミングで、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆに液を吐出させる。吐出のタイミングは、被造形物２００の図面データ等の情報に基づく。吐出条件は、各吐出ヘッド毎に個別に設定できるようになっているのが望ましい。
【００１８】
移動制御部７０および吐出制御部７２は、単一の装置（例えば、三次元造形装置１０本体に組み込まれたユニット）に限られない。例えば、本体と接続された外部のコンピュータ等で、機能の一部または全部を担ってもよい。外部コンピュータ等は、データ等を送受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実施する演算プログラムを格納するＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、各種データを格納する記憶装置とを備えているとよい。
【００１９】
三次元造形装置１０は、下記のようなプロセスで、被造形物２００の造形を行う。即ち、本三次元造形装置１０は、例えば０．１ｍｍ程度の所定の厚みの層を、上方に次々に積層してゆくことによって、被造形物２００の造形を行う。鉛直方向の、ある高さにおける造形された層の形状は、その高さにおける被造形物２００の断面形状である。ある一層の造形が終了したとき、造形テーブル４０は、第１昇降機構４４によって、造形槽４２内を下方Ｄに移動される。このときの移動量は、造形時の一層の厚み分である。次に、材料槽４６の底部４６ａが、第２昇降機構４８によって、材料槽４６内を、上方Ｕに移動される。そこで、材料槽４６内の材料粉末１００の一部が、材料槽４６の上端（造形面Ｌｙと同一面）よりも上に盛り上がって積まれる形になる。その盛り上がって積まれた材料粉末１００は、ローラー５０のＲ方向への水平移動によって、造形槽４２方向に移動させられ、上面が造形面Ｌｙの高さの層を形成するように、造形テーブル４０上でならされる。余分な材料粉末１００は、そのままローラー５０によって払い落とされ、図示されない材料回収槽に回収される。こうして、造形面Ｌｙを上面とし、所定の一層分の厚みを持った材料粉末１００の層が、造形テーブル４０上に形成される。ただし、これは一つの実施例であって、材料粉末１００の供給方式は、上述の方式に限られるものではない。
【００２０】
続いて、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが、層に形成された材料粉末１００に、硬化液１１０Ｂほかの液を吐出する。それによって、被造形物２００の造形および着色が行われる。吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、保持部５２ａによって保持されながら、主走査部５２ｙによって、造形テーブル４０上を主走査方向Ｙ１に走査される。主走査部５２ｙの動きは、移動制御部７０によって制御されている。Ｙ１方向に走査中、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、吐出制御部７２の制御に従って、所定のタイミングと吐出条件で、それぞれに接続されたタンク３０ａ〜３０ｆに収納されている液を吐出する。こうしてＸ方向の一つの位置で吐出作業が完了すると、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、主走査部５２ｙによって、Ｙ２方向に戻され、続いて副走査部５２ｘによって、副走査方向Ｘ１に移動させられる。この移動後のＸ位置においても、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、主走査方向Ｙ１に走査されながら、造形・着色作業を行う。このようにして、全造形領域に吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆが走査されると、一層分の造形が完了する。この一層分の造形プロセスを繰り返して、本三次元造形装置１０は、被造形物２００の三次元形状を造形する。
【００２１】
ところで、既に述べたように、材料粉末に液を吐出する三次元造形装置においては、吐出ヘッドによる液の吐出の際、吐出ヘッドに材料粉末が付着するという問題が発生していた。本発明の発明者は、付着の問題の研究を行う中で、下記（１）（２）の知見を得た。
【００２２】
（１）吐出ヘッドからの液の吐出条件を調整することにより、材料粉末の飛散を抑えることができる。具体的には、造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を抑えることで、材料粉末の飛散を抑制できる。ただし、単位時間当たりの吐出量を抑えると、吐出の密度としては粗となる。吐出の密度を維持しようとすれば、走査速度を遅くしなければならず、生産性は低下する。
【００２３】
（２）一度吐出を行った造形位置では、吐出ヘッドへの材料粉末の付着は抑えられる。即ち、一度吐出によって濡らした材料粉末は飛散しにくい。このとき、一度目の吐出で吐出する液は、硬化液であっても、硬化液ではない液でも構わない。実験結果によれば、硬化液でも、ほとんど水である液であっても、効果は同様であった。
【００２４】
ここに提案する三次元造形装置１０において、吐出制御部７２は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッドの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブル４０に載せられる材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件に設定する。
【００２５】
まず、第１の吐出ヘッドと、第２の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドについて説明する。定義により、造形テーブル４０上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドが、第１の吐出ヘッドである。その造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドが第２の吐出ヘッドである。造形位置とは、吐出ヘッドが吐出を行う造形領域上の地点一つ一つのことであり、一つの造形位置で見れば、吐出ヘッドが吐出を行いながら、順にその上方を動かされていく。以下、造形位置に吐出される順番に、第３の吐出ヘッド、第４の吐出ヘッド、第５の吐出ヘッド、第６の吐出ヘッドと続く。また、本例では、６個の吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、２０ａを先頭に、主走査方向Ｙ１に沿って一列に配置されている。従って、主走査方向Ｙ１に保持部５２ａを動かせば、吐出ヘッドは、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの順に造形位置を走査される。そこで本例においては、２０ａを第１の吐出ヘッド、２０ｂを第２の吐出ヘッド、２０ｃを第３の吐出ヘッド、２０ｄを第４の吐出ヘッド、２０ｅを第５の吐出ヘッド、２０ｆを第６の吐出ヘッドとする。このように吐出ヘッドを配置すれば、吐出ヘッドの配置順がそのまま吐出順となる。なお、第１の吐出ヘッド、第２の吐出ヘッド等の概念は、専ら吐出の順番によるものであって、吐出ヘッド自体の種類、性能等に関わるものではない。吐出ヘッドは同じものであって差し支えない。また、この順番は、保持部５２ａ上での吐出ヘッドの配置を限定するものではなく、全ての吐出ヘッドが使用されることを意味するものでもない。
【００２６】
各吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆには、吐出制御部７２によって、それぞれ吐出条件が設定されている。第１の吐出ヘッド２０ａには、第２の吐出ヘッド２０ｂの吐出条件よりも材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件が設定されている。第１の吐出ヘッド２０ａが液を吐出する目的は、造形・着色ではなく、吐出ヘッド２０ｂが吐出を行うとき材料粉末１００が飛散しないように材料粉末１００を濡らしておくことである。そこで、第１の吐出ヘッド２０ａに設定される吐出条件に求められているのは、第２の吐出ヘッド２０ｂが吐出を行っても飛散が抑制される程度に材料粉末１００を濡らすこと、および、その吐出によって第１の吐出ヘッド２０ａ自身に材料粉末１００が付着することが少ないことである。以降、この材料粉末１００を濡らすための吐出をプレコートと呼ぶ。本願発明者の知見によれば、単位時間当たりの液の吐出量を抑えることによって、材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件を実現することができる。例えば、第１の吐出ヘッド２０ａの単位時間当たりの吐出量は、第２の吐出ヘッド２０ｂの単位時間当たりの吐出量の５０％にすればよい。第２の吐出ヘッド２０ｂ以下、第６の吐出ヘッド２０ｆまでの吐出ヘッドには、被造形物２００の造形品質、生産性等から条件出しされた吐出条件が設定されている。図３は、保持部５２ａ周辺を前方Ｆから見た模式図である。図３中のＰｒは、プレコートによって既に濡れている領域を表している。図３に示されるように、第２の吐出ヘッド２０ｂが吐出を行うとき、材料粉末１００は、プレコートによって既に濡らされているので、造形のための吐出条件で液を吐出しても飛散しにくい状態になっている。なお、以下ではプレコートにおいて吐出する液をプレコート液と呼ぶが、プレコート液１１０Ｐとして何を用いるかについては限定されない。つまり、プレコート液１１０Ｐとは、液の種類を指すものではなく、プレコートに使用する液全般を意味する。プレコート液１１０Ｐは、例えば、水であってもよい。
【００２７】
図４は、主走査方向Ｙ１への１回の走査において、吐出制御部７２が行う処理のフローチャートである。フローチャートのＳＴＡＲＴ時点において、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは主走査方向Ｙ１に走査されている。そして、第１の吐出ヘッド２０ａが、その層において造形を行うことが予定されている造形領域に差し掛かったとき、ステップＳ０１に入る。即ち、第１の吐出ヘッド２０ａにプレコートを開始させる処理を行うステップに入る。このプレコート開始時点の造形テーブル４０上を模式的に表した平面図が図５である。図５の１２０で表された領域が、造形領域である。また、造形領域１２０のうち、既に造形済みの領域が１２０ａである。図５に示された吐出ヘッドのＸ方向位置よりもＸ２側の造形領域では、既に造形が終わっている。このＸ方向位置における造形はまだ始まっておらず、これから開始されるところである。次いで、第２の吐出ヘッド２０ｂが造形領域１２０に到達したとき、処理フローはステップＳ０２ｂに入る。即ち、吐出ヘッド２０ｂによるシアンカラー液１１０Ｃの吐出が開始される。吐出ヘッド２０ｂによる吐出が開始された時点の造形テーブル４０上を模式的に表した平面図が図６である。図６中、１２０ｂで示した領域が、プレコートは終了し、まだ造形・着色が行われていない領域である。図６に示されるように、主走査方向Ｙ１に沿って、第２の吐出ヘッド２０ｂの前方はプレコート済みの領域１２０ｂである。吐出ヘッド２０ｂはＹ１方向に進みながら吐出を行っていくので、吐出ヘッド２０ｂが吐出を行う領域は、プレコート済みの領域１２０ｂである。このまま造形が進行していっても、常に吐出ヘッド２０ｂの前方の造形領域１２０は、第１の吐出ヘッド２０ａによってプレコートされている。こうして、吐出ヘッド２０ｂは、材料粉末１００の飛散を気にすることなく、吐出を行うことができる。以下、吐出ヘッド２０ｃが造形領域１２０に差し掛かり、マゼンタカラー液１１０Ｍ吐出開始のステップＳ０２ｃに入るところから、吐出ヘッド２０ｆによる硬化液１１０Ｂ吐出開始のステップＳ０２ｆに入るところまで同様である。図４のフローチャートでは、ステップＳ０２ｃ〜ステップＳ０２ｆまでを省略している。そして、さらに造形が進行すると、第１の吐出ヘッド２０ａが造形領域１２０を抜け、ステップＳ０３に入る。ステップＳ０３において、吐出制御部７２は、第１の吐出ヘッド２０ａにプレコートを終了させる処理を行う。図７は、このプレコート終了時点の造形テーブル４０上を模式的に表した平面図である。図７の１２０ｃで示した領域は、まだ全ての液が吐出されていない造形途中の領域である。本例においては、ステップＳ０２ｂ〜Ｓ０２ｆとステップＳ０３の順序は、ステップＳ０２ｂ〜Ｓ０２ｆの方がすべて先であるが、被造形物２００の断面形状によっては、部分的に逆になり得る。そして、第２の吐出ヘッド２０ｂが、造形領域１２０を抜けると、吐出制御部７２が行う処理は、ステップＳ０４ｂに入る。ステップＳ０４ｂにおいては、吐出ヘッド２０ｂに吐出を終了させる処理が行われる。以下、吐出ヘッド２０ｃ〜２０ｆが造形領域１２０を抜ける毎にステップＳ０４ｃ〜Ｓ０４ｆが行われ、吐出ヘッド２０ｃ〜２０ｆによる液の吐出が終了される。ステップＳ０４ｂ〜Ｓ０４ｆまでは同様の処理であるので、図４のフローチャートでは、Ｓ０４ｃ〜Ｓ０４ｅまでを省略する。図８は、第６の吐出ヘッド２０ｆが吐出を終了する時点の造形テーブル４０上を模式的に表した平面図である。図８の時点において、このＸ方向位置の造形が終了している。この後、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、主走査部５２ｙによってＹ２方向に戻される。さらに、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆは、副走査部５２ｘによって、Ｘ１方向に移動させられる。以下同様にして造形および着色が進行する。
【００２８】
以上のように、吐出制御部７２は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッド２０ａの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッド２０ｂの吐出条件よりも、造形テーブル４０に載せられる材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件に設定する。第１の吐出ヘッド２０ａの吐出によって造形位置の材料粉末１００が濡らされ、飛散しにくい状態になることにより、第２の吐出ヘッド２０ｂ以降の吐出ヘッドが吐出する時には材料粉末１００の飛散は抑制される。それにより、吐出ヘッド２０ｂ〜２０ｆへの材料粉末１００の付着が抑えられる。また、第２の吐出ヘッド２０ｂ以下の吐出ヘッドの吐出時には材料粉末１００の飛散に配慮する必要が少ないため、生産性に影響を与えにくい。第１の吐出ヘッド２０ａの吐出条件は材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、第１の吐出ヘッド２０ａへの材料粉末１００の付着も抑えられる。
【００２９】
プレコートは、双方向造形を行う場合においても実施できる。双方向造形とは、吐出ヘッドがＹ１方向に走査されるときだけでなく、Ｙ２方向に走査されるときにも造形を行う方式である。双方向造形においては、主走査方向は、Ｙ１のときとＹ２のときがあり、造形の進行方向によって都度変わる。従って、双方向造形の場合、主走査方向がＹ１のときと、主走査方向がＹ２のときとで、吐出ヘッドの役割が変わるのが好ましい。図３の例では、Ｙ１方向に造形するとき、第１の吐出ヘッドは２０ａである。第２の吐出ヘッドは２０ｂである。そこで、吐出制御部７２は、吐出ヘッド２０ａに、吐出ヘッド２０ｂよりも材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件を設定する。一方、Ｙ２方向に造形するとき、第１の吐出ヘッドは２０ｆになり、第２の吐出ヘッドは２０ｅになる。吐出制御部７２は、吐出ヘッド２０ｆに、吐出ヘッド２０ｅよりも材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件を設定する。このようにして、双方向造形の場合においても、プレコートが実施できる。Ｙ１方向の造形中に吐出制御部７２が行う処理フローは、図４の場合と同様である。Ｙ２方向の造形中に吐出制御部７２が行う処理フローも、Ｙ１方向の造形の場合と吐出ヘッドの順番が逆になること以外は同様である。
【００３０】
プレコートは、いわゆるラインヘッド方式の三次元造形装置にも適用できる。ラインヘッド方式とは、主走査方向だけに走査が行われ、副走査方向を持たない方式であり、副走査方向への走査の代わりに、主走査方向と交差する方向の造形領域全幅をカバーするように吐出ヘッド群が多数配置される方式である。これまでに説明した符号と方向に倣って説明すると、ラインヘッド方式においては、保持部５２ａは、Ｙ方向に沿って並んだ吐出ヘッド群を、Ｘ方向に沿って多数保持する。一つの吐出ヘッド群は、主走査方向Ｙ１に沿って、第１の吐出ヘッド、第２の吐出ヘッド以下、プレコートおよび造形に必要な吐出ヘッドをそれぞれ備えている。ラインヘッド方式では、一層分のプレコートおよび造形を１回の走査で行う。従って、装置の製作コストは高くなりがちであるが、生産性は高い。また、完全なラインヘッド方式でなくとも、三次元造形装置１０は、複数の吐出ヘッド群を備えていてもよい。吐出ヘッド群を複数持つことにより、生産性の向上を図ることができる。
【００３１】
移動機構５２が、吐出ヘッド２０ａ〜２０ｆを主走査方向Ｙ１に動かす主走査部５２ｙ、および副走査方向Ｘ１に動かす副走査部５２ｘを備えている場合には、第１の吐出ヘッド２０ａは、第２の吐出ヘッド２０ｂよりも副走査方向Ｘ１に沿って前方に保持されていてもよい。
【００３２】
副走査方向Ｘ１への走査を伴う実施形態においては、第１の吐出ヘッド２０ａを第２の吐出ヘッド２０ｂよりも副走査方向Ｘ１に沿って前方に保持することによって、第１の吐出ヘッド２０ａを、第２の吐出ヘッド２０ｂよりも先に造形位置に走査させることができる。このような吐出ヘッドの配置を取ることにより、第１の吐出ヘッド２０ａと第２の吐出ヘッド２０ｂの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。また、この実施形態によれば、第１の吐出ヘッド２０ａの吐出から第２の吐出ヘッド２０ｂの吐出までに、１走査分以上の時間間隔が空く。この時間により、プレコートされた液が材料粉末１００に染み込み、より確実に材料粉末１００の飛散を抑制することができる。
【００３３】
第１の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した三次元造形装置１０について、図９、図１０を使って説明する。図９は、第１の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した実施形態における、最初の走査中の造形テーブル４０上を模式的に表した平面図である。図５〜図８と同様に、１２０は造形領域を、１２０ｂは造形領域１２０のうちプレコートのみ終了した領域を、１２０ｃは、造形領域１２０のうちプレコートは済みであるが造形途中の領域を表している。図９に示すように、第１の吐出ヘッド２０ａは、第２の吐出ヘッド２０ｂよりも、副走査方向Ｘ１に沿って、前方に保持されている。図９において、保持部５２ａは、第１の吐出ヘッド２０ａによってプレコートのみを実施する、最初の走査をされている。この最初の走査によって、造形領域１２０の一番Ｘ２側の領域が、幅Ｌ１分に渡って帯状にプレコートされる。Ｌ１は、第１の吐出ヘッド２０ａのＸ方向の幅である。続いて図１０では、保持部５２ａは、Ｌ１分だけＸ１方向に走査され、そのＸ位置でＹ１方向に走査されている。この走査で第２の吐出ヘッド２０ｂ以下２０ｅまでの吐出ヘッドが走査される領域は、最初の走査によってプレコート済みの領域１２０ｂである。以下、Ｘ１方向にＬ１ずつ移動しながら３回目以降の走査が続く。以上のように、副走査方向への走査を伴う造形の場合には、副走査方向Ｘ１の前方にプレコート用の吐出ヘッドを配置することによっても、プレコートを実施することができる。ここで、副走査方向Ｘ１の前方側とは、副走査方向Ｘ１に沿って正面前方に限られず、第２の吐出ヘッド２０ｂよりもＸ１側の領域を指す。この副走査方向Ｘ１の前方側にプレコート用の吐出ヘッドを配置する実施形態は、主走査方向Ｙ１の前方にプレコート用の吐出ヘッドを配置する実施形態に比べると、プレコートのみ行う最初の１回の走査分だけ走査回数が多くなるが、プレコートと造形の間に１走査分以上の時間が確保される。この時間で、プレコートされた液が材料粉末１００に染み込むことができ、プレコートの効果がより確実に現れるという利点がある。勿論、本実施形態においても双方向造形は可能である。また、プレコートを行う吐出ヘッドを一番Ｘ１側に１個配置し、それよりもＸ２側に造形を行う吐出ヘッド群を複数列並べるといった形態も可能である。
【００３４】
ここに開示される三次元造形装置１０が備える複数の吐出ヘッドは、硬化液１１０Ｂを吐出する吐出ヘッドを、第１の吐出ヘッド２０ａ以外の吐出ヘッドのうちに含んでいてもよい。
【００３５】
第１の吐出ヘッド２０ａ以外の吐出ヘッドのうちに含まれ、硬化液１１０Ｂを吐出する吐出ヘッドは、既に濡らされた材料粉末１００に硬化液１１０Ｂを吐出する。従って、その吐出条件は、材料粉末１００の飛散に配慮する必要が少なく、使用者は、より確実に材料粉末１００を硬化させられる吐出条件を選択できる。
【００３６】
吐出制御部７２は、第１の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を、第２の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量よりも少なく設定してもよい。
【００３７】
上述の第１の吐出ヘッドの単位時間当たり吐出量は、第２の吐出ヘッドの単位時間当たり吐出量の２０％以上９０％未満に設定されてもよい。
【００３８】
第１の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を少なく設定することにより、三次元造形装置１０は、プレコート時の材料粉末１００の飛散を抑えることができ、第１の吐出ヘッドへの材料粉末１００の付着を抑えることができる。
【００３９】
本願発明者の知見によれば、吐出ヘッドが材料粉末１００に吐出する単位時間当たりの液の吐出量を少なく設定することによって、材料粉末１００の吐出ヘッドへの付着を抑えることができる。本願発明者が、単位時間当たりの液の吐出量を調整して、吐出ヘッドへの材料粉末１００の付着を目視にて確認した結果、従前の吐出条件における単位時間当たり吐出量の２０％〜９０％に調整した場合に、従前の吐出条件における場合との明瞭な差が見られた。単位時間当たり吐出量が少なすぎると材料粉末１００の濡れが不十分になるため、単位時間当たりの吐出量は、従前の場合の３０％以上に設定されているとさらに好ましい。また、単位時間当たり吐出量が多すぎると材料粉末１００が飛散する。そこで、単位時間当たりの液の吐出量は、従前の場合の７０％未満に設定すれば、さらに好ましい。単位時間当たりの吐出量は、いくつかの方法で調整可能である。例えばその一つの方法は、単位時間当たりの吐出回数の調整である。液滴１個の質量が固定であるとすれば、単位時間当たりの吐出回数を抑制することで、単位時間当たりの吐出量を抑制できる。逆に、液滴１個の質量を調整によっても単位時間当たりの吐出量を調整できる。勿論、両者を組み合わせることも可能である。
【００４０】
単位時間当たり吐出回数および液滴の大きさを調整する方法には、例えば、以下のような方法がある。吐出ヘッドの駆動方式に、例えば、ピエゾ駆動方式を採用する場合、単位時間当たりの吐出回数は、ピエゾ素子に印加する駆動周波数と、仕事率によって決定される。駆動周波数は、単位時間当たりの吐出回数の最大値を決定する。この駆動周波数は、通常、設計パラメータであり、三次元造形装置１０の製作後は固定である。そこで使用者は、駆動周波数に乗じる仕事率を被造形物２００の仕様等に応じて変更することによって、単位時間当たりの吐出回数を調整する。例えば、駆動周波数が１０００Ｈｚであった場合、仕事率を４０％に設定すると、１０回中４回しか吐出を行わない間引き吐出となり、４００Ｈｚ相当の仕事になる。液滴の大きさについては、最小の液滴サイズが決まっており、瞬時に同じ位置に打ち込む液滴の数で、液滴の大きさが決まる。従って、液滴の大きさを小さくするためには、同じ位置に打ち込む液滴数を少なくすればよい。
【００４１】
吐出制御部７２は、第１の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量を、第２の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量よりも少なく設定してもよい。
【００４２】
上述の第１の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量は、第２の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定されてもよい。
【００４３】
単位面積当たりの吐出量は、造形領域の単位面積当たりに吐出される吐出液の吐出量、即ち、造形領域への吐出密度である。単位面積当たりの吐出量の調整によっても、プレコート時の材料粉末１００の飛散を抑えることができる。第１の吐出ヘッド２０ａと第２の吐出ヘッド２０ｂはともに保持部５２ａに保持され、走査速度が同じなので、第１の吐出ヘッド２０ａと第２の吐出ヘッド２０ｂとの比較においては、単位面積当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出量は同じ意味である。
【００４４】
第１の吐出ヘッドは、硬化液１１０Ｂ、硬化液１１０Ｂでない液、のいずれを吐出してもよい。
【００４５】
プレコート液として硬化液１１０Ｂを使用する場合は、液を別に準備する必要がなく、互換性の点で有利である。双方向造形の場合にはさらに、プレコート液として硬化液１１０Ｂを使用すると、硬化液１１０Ｂでない液を使用する場合に比べ、吐出ヘッドの個数を節約し得るという利点がある。また、プレコート液として硬化液１１０Ｂでない液を使用する場合は、目的に応じて液の選択が可能である。例えば、より安価なプレコート液を選択する、より乾燥が早いプレコート液を選択する等である。
【００４６】
プレコート液は、硬化液１１０Ｂであっても、硬化液１１０Ｂでない液であっても、効果にほとんど差はない。プレコート液の特性として好ましい特性は、例えば、透明であることである。プレコート液は、透明であって、造形物に色を付けないことが好ましい。また、プレコート液は、表面張力が、吐出ヘッドから吐出するのに適した表面張力の範囲内であることが好ましい。さらに、プレコート液は、吐出ヘッドから吐出するのに適した粘度の範囲内であることが好ましい。その他、適度な揮発性を持つことも望ましい特性の一つである。常温で揮発性が高い液体では吐出ヘッドが乾燥する。また、加熱しても揮発しにくい液体は、造形後の乾燥工程に時間が掛かる。よって、両者の間の適度な揮発性を持つことが望ましい。上記のような特性、さらにはコスト、入手性等を考慮しながら、プレコート液を選択するとよい。
【００４７】
双方向造形の場合には、プレコート液として硬化液１１０Ｂを使用すると、硬化液１１０Ｂでない液を使用する場合に比べ、吐出ヘッドの個数を節約し得るという利点がある。図１１に、双方向造形の場合の吐出ヘッドの一つの配置例を示す。図１２は、双方向造形の場合の、図１１とは別の吐出ヘッドの配置例である。図１１の例において、造形・着色に必要な液は、硬化液１１０Ｂ、シアンカラー液１１０Ｃ、マゼンタカラー液１１０Ｍ、イエローカラー液１１０Ｙ、黒カラー液１１０Ｋである。図１１においては、プレコート液は硬化液１１０Ｂでないプレコート液１１０Ｐであり、図１２においては、プレコート液は硬化液１１０Ｂである。図１１の場合、必要な吐出ヘッドは、２０ａ〜２０ｇの７個である。プレコート液１１０Ｐは、Ｙ１方向の造形における第１の吐出ヘッド２０ａ、および、Ｙ２方向の造形における第１の吐出ヘッド２０ｇから吐出される。一方、図１２に示すように、プレコート液に硬化液１１０Ｂを使用すれば、吐出ヘッド２０ｇをなくして吐出ヘッドを６個にしても双方向造形が成立する。図１２の例において、Ｙ１方向の造形における第１の吐出ヘッド２０ａ、および、Ｙ２方向の造形における第１の吐出ヘッド２０ｆが吐出するプレコート液は、いずれも硬化液１１０Ｂである。Ｙ１方向に造形を行うときは、吐出ヘッド２０ａがプレコートを行い、吐出ヘッド２０ｆは硬化を行う。逆に、Ｙ２方向に造形を行うときは、吐出ヘッド２０ｆがプレコートを行い、吐出ヘッド２０ａは硬化を行う。このようにして、両端の吐出ヘッドに、硬化液１１０Ｂを吐出させることで、一列の吐出ヘッド群につき１個の吐出ヘッドの節約が可能である。本実施例は１列なので、節約できる吐出ヘッドの数は１個であるが、例えばラインヘッド方式の場合には、列の数だけ吐出ヘッドの節約ができ、装置の製作コストをより削減する効果が見込まれる。
【００４８】
プレコート液として使用される、硬化液１１０Ｂでない液は、水であってもよい。
【００４９】
プレコート液を水にすれば、安価であり、かつ、入手が容易である。
【００５０】
プレコート液は水であっても構わない。ここで、水とは、物性の調整等のために、水に若干の添加物が添加されたものを含む。添加物は、例えば、表面張力を調整するための界面活性剤、水の腐食防止のための防腐剤等である。添加量は、例えば、０．１〜３ｗｔ％程度である。
【００５１】
以上のように、造形位置に最初に吐出する第１の吐出ヘッドの吐出条件が、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブル４０に載せられる材料粉末１００を飛散させにくい吐出条件に設定されていれば、吐出ヘッドへの材料粉末１００の付着が抑えられ、かつ、第２の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドの吐出条件の自由度が上がる。
【００５２】
また、第１の吐出ヘッドを、主走査方向Ｙ１に沿って、第２の吐出ヘッドよりも前方に保持することで、第１の吐出ヘッドと第２の吐出ヘッドの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。さらにその場合、吐出ヘッドは、主走査方向Ｙ１に沿って一列に保持されてもよい。このような配置を採用することで、吐出ヘッドの走査順と吐出順とを、容易に一致させることができる。このような一列配置は、吐出ヘッドをコンパクトに配置するのにも役立つ。
【００５３】
移動機構５２が、吐出ヘッドを主走査方向Ｙ１に動かす主走査部５２ｙの他に、副走査方向Ｘ１に動かす副走査部５２ｘも備えている場合には、第１の吐出ヘッドは、第２の吐出ヘッドよりも副走査方向Ｘ１に沿って前方に保持されていてもよい。このような吐出ヘッドの配置を取ることにより、第１の吐出ヘッドと第２の吐出ヘッドの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。さらに、この実施形態によれば、プレコートされた液が材料粉末１００に染み込む時間が取れ、より確実に材料粉末１００の飛散を抑制することができる。
【００５４】
第１の吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量は、第２の吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量の２０％以上９０％未満であれば好ましく、また、第１の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量は、第２の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の２０％以上９０％未満であれば好ましい。プレコート液１１０Ｐは、硬化液１１０Ｂでも、硬化液１１０Ｂでない液であってもよい。プレコート液１１０Ｐは水であってもよい。
【００５５】
以上に説明した三次元造形装置は、以下の三次元造形物の製造方法に基づいている。即ち、本三次元造形物の製造方法は、硬化液を吐出する吐出ヘッドを少なくとも含む複数の吐出ヘッドを、材料粉末が載せられた造形テーブルに対して動かしながら、前記複数の吐出ヘッドに前記材料粉末に対して液体を吐出させる三次元造形物の製造方法であって、造形テーブル上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの吐出条件が、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されていることを特徴とする、三次元造形物の製造方法である。
【００５６】
上記の三次元造形物の製造方法においては、造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定してもよい。
【００５７】
上記の三次元造形物の製造方法においては、造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の２０％以上９０％未満に設定してもよい。
【００５８】
この三次元造形物の製造方法によれば、最初に吐出する吐出ヘッドが、その造形位置の材料粉末を濡らし、材料粉末を飛散させにくい状態にする。それにより、二番目以降に吐出する吐出ヘッドの吐出時には材料粉末の飛散が抑制され、材料粉末の吐出ヘッドへの付着を抑えることができる。また、二番目以降の吐出ヘッドの吐出時には、材料粉末の飛散に配慮する必要が少なく、生産性に影響を与えにくい。最初の吐出ヘッドの吐出条件は材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、最初の吐出ヘッドへの材料粉末の付着も抑えられる。
【００５９】
本三次元造形物の製造方法は、ここに開示した三次元造形装置以外にも適用可能である。この方法においては、吐出ヘッドが液を吐出する時間的順序が問題であるので、必ずしも吐出ヘッドの配置が走査方向に沿って吐出順になっていることを要しない。例えば、プレコートを実施する吐出ヘッドの位置は任意であって、先に造形領域全域にプレコートを実施する方法等も可能である。
【００６０】
以上、吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑制する三次元造形装置の実施の形態について説明した。当然ながら、ここに開示される三次元造形装置は、上記に説明された形態だけに限られるものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１０  三次元造形装置
２０ａ〜２０ｆ  吐出ヘッド
３０ａ〜３０ｆ  タンク
４０  造形テーブル
４２  造形槽
４４  第１昇降機構
４６  材料槽
４８  第２昇降機構
５０  ローラー
５２  移動機構
５２ａ  保持部
７０  移動制御部
７２  吐出制御部
１００  材料粉末
１１０Ｂ  硬化液
２００  被造形物
【図１】
2018030239.tif 000003
【図２】
2018030239.tif 000004
【図３】
2018030239.tif 000005
【図４】
2018030239.tif 000006
【図５】
2018030239.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018030239.tif 000009
【図８】
2018030239.tif 000010
【図９】
2018030239.tif 000011
【図１０】
2018030239.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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