(57)【要約】【課題】予備的に吐出された材料がステージを汚染することなく簡便に除去可能である立体造形物の製造装置を提供する。【解決手段】モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出手段と、立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う予備吐出制御部と、を有する立体造形物の製造装置である。【選択図】図１４
2019162761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出手段と、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う予備吐出制御部と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置。
【請求項２】
前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が前記領域に吐出をする前に行う請求項１に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項３】
前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が洗浄放出をした後であって、前記領域に吐出をする前に行う請求項１から２のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項４】
前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が鉛直方向に移動した後であって、前記領域に吐出をする前に行う請求項１から３のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項５】
前記予備吐出制御部による制御は、前記モデル材及びサポート材が混合して前記ステージに接するように行う請求項１から４のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項６】
前記予備吐出制御部による制御は、前記モデル材を吐出した範囲及び前記サポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行う請求項５に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項７】
前記予備吐出制御部による制御は、前記予備吐出による造形物の内部が前記サポート材で形成され、前記造形物の側面が前記モデル材で形成されるように行う請求項１から６のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項８】
吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出工程と、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う予備吐出工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項９】
吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出させ、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法及び立体造形プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元の立体物（立体造形物）を造形する技術として、付加製造（ＡＭ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）と呼ばれる技術が知られている。
【０００３】
立体造形物の層を形成する前に、予備的な吐出として、層を形成しない箇所へ、層の形成に用いる材料を吐出することが知られている（例えば、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、予備的に吐出された材料がステージを汚染することなく簡便に除去可能である立体造形物の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造装置は、
モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出手段と、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う予備吐出制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、予備的に吐出された材料がステージを汚染することなく簡便に除去可能である立体造形物の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、立体造形物の製造装置の要部正面の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、立体造形物の製造装置の要部平面の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、立体造形物の製造装置の要部側面の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、立体造形物の製造装置の制御部を説明するためのブロック図である。
【図５】図５は、立体造形物の製造を開始する前の待機時における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、吐出手段が洗浄放出を行う際における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、吐出手段が造形領域に造形用材料を吐出して立体造形物を製造し始める際における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、予備吐出造形物を形成する場所の一実施形態を示す説明図である。
【図９】図９は、予備吐出造形物を形成する場所の他の一実施形態を示す説明図である。
【図１０】図１０は、予備吐出造形物を形成する場所の他の一実施形態を示す説明図である。
【図１１】図１１は、モデル材及びサポート材が混合するように吐出する場合の一実施形態である。
【図１２】図１２は、モデル材及びサポート材が混合するように吐出する場合の他の一実施形態である。
【図１３】図１３は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の一実施形態を示す説明図である。
【図１４】図１４は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の他の一実施形態を示す説明図である。
【図１５】図１５は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の他の一実施形態を示す説明図である。
【図１６】図１６は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の他の一実施形態を示す説明図である。
【図１７】図１７は、モデル部で形成される部分が、サポート部で形成される部分よりも高い状態の予備吐出造形物の形状の一例を示す説明図である。
【図１８】図１８は、立体造形プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、立体造形物の製造装置内における、造形直後の試験用造形物を撮影した写真である。
【図２０】図２０は、試験例１で造形したモデル部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
【図２１】図２１は、試験例２で造形した混合部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
【図２２】図２２は、試験例３で造形したサポート部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法及び立体造形プログラム）
本発明の立体造形物の製造装置は、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出手段と、立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う予備吐出制御部と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の立体造形物の製造方法は、吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出工程と、立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う予備吐出工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を有する。
立体造形物の製造方法は立体造形物の製造装置により好適に行うことができ、吐出工程は吐出手段により好適に行うことができ、予備吐出工程は予備吐出制御部により好適に行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
【０００９】
本発明は、従来技術の立体造形物の製造装置では、予備的に吐出された材料がステージの汚染することなく簡便に除去することが困難である場合があるという知見に基づくものである。
予備吐出においては、吐出手段の吐出を確実に安定させる観点から、吐出手段からモデル材とサポート材の両方を吐出することが好ましい。この場合、予備吐出により形成された予備吐出造形物は、モデル部からなる部分とサポート部からなる部分とを有する。サポート材が硬化し形成されるサポート部は、除去性を向上させるために水崩壊性などの性質を持ち、靭性のない（脆性）状態であるものが多く、小さな力が加わった場合でも粉状に崩れてしまうことがある。
また、予備吐出造形物がステージ上に形成される場合、予備吐出造形物は、立体造形物の製造が終了した後などに、ステージから除去される必要がある。予備吐出造形物のステージと接する面に、サポート材からなる部分があると、予備吐出造形物を除去する際にサポート材からなる部分が粉状に崩れることにより、ステージを汚染してしまうと共に、予備吐出造形物をステージから完全に除去することが難しい。
本発明の立体造形物の製造装置は、予備的に吐出された材料がステージを汚染することなく簡便に除去可能である。
【００１０】
また、本発明の立体造形物の製造装置は、本発明の立体造形プログラムを読み出して実行することで、本発明の立体造形物の製造方法を実行する装置として動作する。すなわち、本発明の立体造形物の製造装置は、本発明の立体造形物の製造方法と同様の機能をコンピュータに実行させる本発明の立体造形プログラムを有する。なお、本発明の立体造形プログラムは、本発明の立体造形物の製造装置によって実行されることに限定されるものではない。例えば、本発明の立体造形プログラムは、他のコンピュータ又はサーバによって実行されてもよく、本発明の立体造形物の製造装置、他のコンピュータ、及びサーバのいずれかが協働して実行されてもよい。
つまり、本発明の立体造形物の製造装置は、本発明の立体造形物の製造方法を実施することと同義であるので、主に本発明の立体造形物の製造装置の説明を通じて本発明の製造方法の詳細についても明らかにする。また、本発明の立体造形物の立体造形プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の立体造形物の製造装置として実現させるため、本発明の製造装置の説明を通じて本発明の製造プログラムの詳細についても明らかにする。
【００１１】
＜吐出手段及び吐出工程＞
吐出手段は、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する。
吐出工程は、吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出させる。
なお、モデル材及びサポート材をまとめて、「造形用材料」と称することがある。
【００１２】
吐出手段としては、造形用材料を吐出する手段であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、ヘッドなどが挙げられる。
ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）型ヘッド、熱膨張（サーマル）型ヘッドなどが挙げられる。また、ヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ圧電素子などが設けられ、吐出孔ごとに吐出を制御できるようにしてもよい。
【００１３】
＜予備吐出制御部及び予備吐出工程＞
予備吐出制御部は、立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う。
予備吐出工程では、立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う。
予備吐出工程においては、予備吐出制御部が吐出手段を制御することで、吐出手段に予備吐出を行わせる。
【００１４】
予備吐出制御部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などが挙げられる。
また、予備吐出制御部は、各種プログラムを実行し、立体造形物の製造装置全体の動作を制御する。
【００１５】
＜＜立体造形物＞＞
立体造形物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、造形用材料で造形された物をいう。立体造形物としては、例えば、工業製品の試作品、射出成形やプレス成形に用いる型、治工具、建築模型などが挙げられる。
【００１６】
＜＜ステージ＞＞
ステージとは、造形層が積層されて立体造形物が造形される基台を意味する。
また、ステージは、モータなどにより移動可能であってもよい。なお、以下では、「ステージ」を「造形ステージ」と称することがある。
【００１７】
＜＜立体造形物が造形される領域＞＞
立体造形物が造形される領域とは、ステージ上に設けられた、立体造形物が造形される領域を意味する。なお、以下では、立体造形物が造形される領域を「造形領域」と称することがある。
造形領域は、ステージの任意の場所に設けることができ、例えば、ステージの中央付近が好ましい。また、造形領域は、製造する立体造形物の形状に応じて設定されてもよいし、製造する立体造形物の形状に関わらずステージ上の固定の領域として設定されてもよい。
【００１８】
造形領域の外とは、造形領域の外側のステージ上の領域を意味する。
造形領域の外の場所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、造形領域とステージの端との間の領域が好ましい。
【００１９】
＜＜予備吐出＞＞
予備吐出（空吐出）とは、造形領域の外に少なくともモデル材を吐出することを意味する。
本発明の立体造形物の製造装置は、予備吐出を行うことにより、吐出手段の吐出が不安定になることを抑制し、立体造形物を製造する際の造形精度を向上させることができる。
【００２０】
次に、予備吐出をする際に、吐出手段からモデル材及びサポート材の両方を吐出する場合における、予備吐出するモデル材及びサポート材の量の条件について説明する。
予備吐出制御部は、モデル材及びサポート材の両方を予備吐出させることにより、モデル材又はサポート材を吐出するそれぞれの吐出孔の吐出を安定させることができるので、製造する立体造形物の造形精度をより向上させることができる。この場合、予備吐出により形成される予備吐出造形物の高さを揃える目的で、モデル材とサポート材とを同程度の分量で吐出することが好ましい。
具体的には、モデル材とサポート材を同程度の分量で吐出しない場合として、予備吐出で消費されるモデル材及びサポート材の量を少なくするため、造形領域に吐出する量に対して、予備吐出において吐出する量を相反させる場合を考えてみる。この場合、例えば、造形領域の吐出するモデル材の量が、造形領域に吐出するサポート材の量に比べて多いとすると、予備吐出においては、モデル材の量に比べてサポート材の量を多く吐出することになる。そうすると、モデル材とサポート材とを混ざらないように吐出する場合には、予備吐出によって形成される予備吐出造形物は、モデル材が硬化したモデル部で形成される部分が、サポート材が硬化したサポート部で形成される部分よりも高くなる。
図１７は、モデル部で形成される部分が、サポート部で形成される部分よりも高い状態の予備吐出造形物の形状の一例を示す説明図である。図１７に示した例では、サポート部１８がモデル部１７よりも高くなっている。図１７に示したような予備吐出造形物に向かって、更に予備吐出を行う場合には、モデル部１７に向かって吐出されたモデル材は、モデル部１７に着弾するまでの距離が長いため、着弾するまでに液滴がミスト状になり、周囲を汚染する可能性がある。また、ミスト状になったモデル材又はサポート材が、製造中の立体造形物に付着すると、立体造形物の表面状態が悪化し、造形品質の低下の原因となる。そのため、予備吐出の際には、吐出手段からモデル材とサポート材とを同程度の分量で吐出することが好ましい。
【００２１】
また、予備吐出は、吐出手段が造形領域に吐出をする前に行うことが好ましい。本発明の立体造形物の製造装置は、造形層の形成をする前に予備吐出を行うので、立体造形物を製造する際の造形精度をより向上させることができる。
【００２２】
さらに、予備吐出は、吐出手段が洗浄放出をした後であって、造形領域に吐出をする前に行うことがより好ましい。
【００２３】
吐出頻度が低い吐出孔の開口部近傍の造形用材料は、大気に晒されているため乾燥しているので、造形用材料が高粘度化あるいは皮膜を形成してしまい、吐出孔の吐出不良の原因となることがある。一定時間以上、吐出孔から造形用材料を吐出しない場合には、吐出不良の発生を抑制するために立体造形物の製造の途中で吐出孔をメンテナンスする必要がある。吐出孔のメンテナンスとして、吐出孔から造形用材料を一定量放出する洗浄放出を行うことにより、吐出孔の開口部近傍に形成された高粘度化した造形用材料や造形用材料の皮膜などを排出することができる。
洗浄放出を行う際には、吐出手段は、ステージ上から洗浄放出を行う領域まで移動して造形用材料を一定量放出する。
【００２４】
洗浄放出は、吐出手段が洗浄放出を行う領域まで移動して行うため、洗浄放出後に立体造形物の造形する場合、吐出手段は、再びステージ上の造形領域まで移動してから、造形領域に造形用材料を吐出することになる。この場合、洗浄放出後の吐出手段の移動により、吐出手段の吐出孔に形成されたメニスカスが不安定になる（壊れる）ので、吐出不良が生じることがある。この吐出不良は、洗浄放出後に吐出手段が鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動する場合に顕著になる。
本発明の立体造形物の製造装置は、予備吐出を、吐出手段が洗浄放出をした後であって、造形領域へ吐出する前に行うことにより、洗浄放出を行った直後の吐出手段の吐出不良を抑制し、立体造形物を製造する際の造形精度をより向上させることができる。
【００２５】
本発明の立体造形物の製造装置は、予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように吐出手段の制御を行う。
【００２６】
予備吐出造形物のステージと接する面に、サポート部で形成される部分があると、予備吐出造形物を除去する際に、サポート部で形成される部分が粉状に崩れる場合がある。この場合には、粉状に崩れたサポート部が、ステージを汚染してしまうと共に、予備吐出造形物をステージから完全に除去することが困難になる。
本発明の立体造形物の製造装置は、予備吐出制御部による制御を、少なくともモデル材がステージに接するように行うことで、予備吐出により形成される予備吐出造形物のステージと接する面に、少なくともモデル部が含まれるようにする。つまり、予備吐出造形物のステージと接する面は、モデル部で形成されるか、又はモデル材とサポート材が混合された混合材が硬化した混合部で形成されることになる。こうすることで、予備吐出造形物のステージと接する面には、サポート部で形成される部分がない状態となり、この予備吐出造形物は、ステージを汚染することなく簡便に除去可能となる。
【００２７】
また、予備吐出制御部による制御は、モデル材及びサポート材が混合してステージに接するように行うことが好ましい。
モデル材及びサポート材が混合してステージに接するように行う制御としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。モデル材及びサポート材が混合してステージに接するように行う制御としては、例えば、吐出したモデル材及びサポート材の液滴を飛翔中に合体させる制御、ステージに着弾する際に混合するようにモデル材及びサポート材の液滴を吐出する制御などが挙げられる。
本発明の立体造形物の製造装置は、モデル材及びサポート材が混合してステージに接するように予備吐出を行うことで、吐出手段からモデル材及びサポート材を予備吐出できると共に、ステージを汚染することなく簡便に除去可能な予備吐出造形物を提供できる。また、本発明の立体造形物の製造装置は、モデル材及びサポート材を予備吐出することで、モデル材又はサポート材を吐出するそれぞれの吐出孔の吐出を安定させることができるので、製造する立体造形物の造形精度をより向上させることができる。
【００２８】
予備吐出制御部による制御は、更に、モデル材を吐出した範囲及びサポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行うことがより好ましい。
ここで、モデル材を吐出した範囲及びサポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行う制御としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。モデル材を吐出した範囲及びサポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行う制御としては、例えば、モデル材とサポート材とを同じ場所に吐出する制御、モデル材とサポート材の液滴の半径分だけ互いにずれるように吐出する制御などが挙げられる。
本発明の立体造形物の製造装置は、モデル材を吐出した範囲及びサポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように予備吐出を行うことで、より確実にモデル材とサポート材とを混合して、より除去性の高い予備吐出造形物を提供できる。
【００２９】
また、予備吐出制御部による制御は、予備吐出による造形物の内部となる部分がサポート材で形成され、予備吐出造形物の側面となる部分がモデル材で形成されるように行うことも好ましい。
予備吐出による造形物の内部となる部分とは、予備吐出により形成される予備吐出造形物の内部、つまり、予備吐出造形物の表面以外の部分を意味する。
側面となる部分とは、予備吐出造形物のステージと接する面以外の表面の一部を意味し、例えば、予備吐出造形物が直方体の場合には、底面以外の面を意味する。
予備吐出造形物の内部がサポート部で形成され、予備吐出造形物の側面がモデル部で形成されるように予備吐出を行う場合、モデル材とサポート材とを別の箇所に吐出されるため、ステージと接する面以外では、モデル材とサポート材とは、重なることがない。この場合、本発明の立体造形物の製造装置は、予備吐出により形成される予備吐出造形物の高さを正確に制御することができる。予備吐出造形物の高さを正確に制御して揃えることで、本発明の立体造形物の製造装置は、吐出した液滴が着弾するまでにミスト状になることによる、製造装置内の汚染、立体造形物の造形品質の低下などの発生を抑制することができる。
【００３０】
立体造形物の製造装置が行う各種処理は、立体造形物の製造装置を形成する制御手段を有するコンピュータにより実行される。
コンピュータとしては、記憶、演算、制御などの装置を備えた機器であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。
【００３１】
＜その他の手段及びその他の工程＞
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄放出手段、払拭手段、硬化手段、平坦化手段などが挙げられる。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄放出工程、払拭工程、硬化工程、平坦化工程、などが挙げられる。
洗浄放出工程は洗浄放出手段により好適に行うことができ、硬化工程は硬化手段により好適に行うことができ、平坦化工程は平坦化手段により好適に行うことができ、払拭工程は払拭手段により好適に行うことができる。
【００３２】
洗浄放出手段は、ステージ以外の領域に造形用材料を放出する。
洗浄放出手段としては、吐出手段からモデル材及びサポート材の少なくともいずれかを一定量放出させることができればとくに制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。洗浄放出手段としては、例えば、吐出手段により造形用材料を加圧して放出させる機構（加圧パージ機構）、吐出手段の吐出孔にキャップを密着させて造形用材料を吸引する機構（吸引パージ機構）、スプレー状に噴霧させる機構などが挙げられる。
また、洗浄放出手段は、洗浄放出した造形用材料の回収を容易にする観点から、廃液タンクなどを有することが好ましい。
【００３３】
硬化手段としては、造形用材料を硬化することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、紫外線（ＵＶ）照射機構、焼成機構、焼結機構、マイクロ波照射機構などが挙げられる。また、ここでいう造形用材料を硬化するとは、造形用材料を固化することも含まれる。
なお、本発明の立体造形物の製造装置は、造形用材料が特段の処理を行わなくとも経時的に硬化する材料である場合などにおいては、硬化手段を有していなくてもよい。
【００３４】
硬化手段としては、紫外線照射機構が好ましく、紫外線照射機構が吐出手段と一体となっていることがより好ましい。また、紫外線照射機構を用いる場合、紫外線照射により発生するオゾンを除去するオゾン除去機構を更に備えることが好ましい。
紫外線照射機構としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ランプなどが挙げられる。
高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたＤｅｅｐＵＶタイプは、短波長領域の照射が可能である。
メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅなどの金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。
【００３５】
平坦化手段としては、造形用材料を平坦化できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ローラ、ブラシ、ブレードなどが挙げられる。
平坦化手段が造形用材料を平坦化することにより、造形層の平均厚みの精度や平坦性を確保することができる。
【００３６】
払拭手段としては、吐出手段を払拭できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイパなどが挙げられる。ワイパの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の軟質のゴムなどが好ましい。
払拭手段が吐出手段を払拭するタイミングとしては、例えば、吐出手段が造形用材料を洗浄放出した後などが挙げられる。
また、払拭手段に加え、払拭手段で払拭した吐出手段の付着物を回収する回収機構を備えることも好ましい。回収機構としては、付着物を回収して貯めておくことができる容器であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
次に、モデル材及びサポート材について説明する。
サポート材が硬化し形成されるサポート部は、除去性を向上させるために水崩壊性などの性質を持ち、靭性のない（脆性）状態であるものが多く、モデル材が硬化し形成されるモデル部に比べて、強度が低くなる。
本発明においては、例えば、硬化した際に強度が高くなる造形用材料をモデル材とし、強度が低くなる造形用材料をサポート材とすることができる。造形用材料の硬化物の強度は、例えば、精密万能試験機（オートグラフ）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じた試験を行うことにより求めることができる。
【００３８】
＜＜モデル材＞＞
モデル材は、モデル部を構成する部分を造形する材料である。
本発明において、モデル部とは、立体造形物を造形する本体を構成する部を意味する。
【００３９】
モデル材は、光や熱等のエネルギーを付与することにより硬化する液体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。モデル材は、単官能モノマー、多官能モノマー等の重合性モノマー、オリゴマー、光重合開始剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
モデル材は、吐出手段で吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有することが好ましい。
【００４０】
＜＜サポート材＞＞
サポート材は、サポート部を構成する部分を造形する材料である。
本発明において、サポート部とは、モデル部が固化するまで、立体造形物を所定の位置に保持する部分である。サポート部は、例えば、モデル部の重力方向に対し支持する部分に配置され、モデル部と接し、モデル部を下方向から支持する部を意味する。
【００４１】
サポート材（形状支持用液体）は、水素結合能を有するモノマー（Ａ）と、水素結合能を有する溶媒（Ｂ）と、重合開始剤（Ｃ）と、を含み、水素結合能を有する溶媒（Ｂ）が、炭素数３以上６以下のジオール、カルボン酸化合物、アミン化合物、エステル化合物、ケトン化合物、及びウレア化合物から選択される少なくとも１種であり、更に必要に応じてその他の成分を含む。
【００４２】
サポート材は、サポート材の溶解性を高めると、除去は容易になる一方でサポート性能が不足し、また、造形装置を大型化して造形体積を大きくする場合、形状支持能力が不足するという問題がある。
【００４３】
サポート材は、水崩壊性を有することが好ましい。なお、水崩壊性とは、水に浸漬したときに、硬化物が細かく分解され、当初有していた形状や性質を維持できなくなることを意味する。
【００４４】
立体造形物の製造装置としては、ヒーターレスであることが好ましく、常温にて造形可能であることが好ましい。
【実施例】
【００４５】
図１は、立体造形物の製造装置の要部正面の一例を示す模式図である。
立体造形装置１０は、材料噴射造形装置であり、造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形ステージであるステージ１４と、ステージ１４上に造形層３０を順次積層しながら造形する造形ユニット２０とを備えている。
【００４６】
造形ユニット２０は、ユニットホルダ２１に、吐出手段としてのモデル材を吐出する第１ヘッド１１及びサポート材を吐出する第２ヘッド１２と、活性エネルギー線としての紫外線を照射するＵＶ照射ユニット１３と、造形層３０を平坦化する平坦化ローラ１６を備えている。
【００４７】
ここでは、Ｘ方向において、第１ヘッド１１を挟んで２つの第２ヘッド１２を配置し、２つの第２ヘッド１２の外側にそれぞれＵＶ照射ユニット１３を配置し、更に、ＵＶ照射ユニット１３の外側にそれぞれ平坦化ローラ１６を配置している。
【００４８】
第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２には、カートリッジ装着部５６に交換可能に装着されるカートリッジ６０によってモデル材及びサポート材が供給チューブなどを介して供給される。なお、モデル材としてブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラーのモデル材を使用する場合には、第１ヘッド１１に各色の液滴を吐出する複数のノズル列を配置するなどすればよい。
【００４９】
ＵＶ照射ユニット１３は、第１ヘッド１１から吐出されたモデル材、第２ヘッド１２から吐出されたサポート材からなる造形層３０を硬化する。
【００５０】
平坦化ローラ１６は、回転されながら、ステージ１４との相対移動によって、ステージ１４上で硬化された造形層３０の表面を平坦化する。なお、「ステージ１４上」とは、特に限定しない限り、ステージ１４及びステージ１４上で積層させる造形層３０上を含む意味で使用する。
【００５１】
図２は、立体造形物の製造装置の要部平面の一例を示す模式図である。図３は、立体造形物の製造装置の要部側面の一例を示す模式図である。
【００５２】
造形ユニット２０のユニットホルダ２１は、Ｘ方向に配置されたガイド部材５４、５５に移動可能に保持されている。
【００５３】
そして、造形ユニット２０のＸ方向の一方側には、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２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。
【００５４】
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は、吐出ヘッド１１や１２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着して、ノズルから造形用材料を吸引し、ノズルに詰まった高粘度化した造形用材料を洗浄放出（パージ）させる。洗浄放出された造形用材料は、廃液タンクにポンプで輸送される。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）及びノズル周辺の付着物を除去するため、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、造形用材料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、造形用材料が乾燥することを防止する。
【００５５】
また、造形ユニット２０のユニットホルダ２１を保持しているガイド部材５４及び５５は、両側の側板７０、７０に保持されている。側板７０、７０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２０はＸ方向と直交するＹ方向に往復移動可能である。
【００５６】
ステージ１４は、昇降手段１５によってＺ方向に昇降される。昇降手段１５は、ベース部材７上にＸ方向に配置されたガイド部材７５、７６上に移動可能に配置されている。
【００５７】
次に、この立体造形装置１０による造形動作の概要について、特に図１を参照して説明する。
【００５８】
まず、造形ユニット２０をＹ方向に移動させてステージ１４上に位置させる。
【００５９】
そして、ステージ１４を停止している造形ユニット２０に対して移動させながら、第１ヘッド１１からモデル材３０１を造形領域（立体造形物を構成する領域）に吐出させ、第２ヘッド１２からサポート材３０２を造形領域以外のサポート領域（造形後除去する領域
）に吐出させる。
【００６０】
そして、ＵＶ照射ユニット１３によって、モデル材３０１及びサポート材３０２上に紫外線を照射して硬化させ、モデル材造形物（モデル部）１７とサポート材造形物（サポート部）１８を含む１層分の造形層３０が形成する。
【００６１】
この造形層３０を繰り返し造形して順次積層し、モデル材３０１をサポート材３０２で支持しながらモデル材３０１からなる目的とする立体造形物を造形する。例えば、図１では、造形層３０Ａ〜３０Ｅの５層を積層した状態を示している。
【００６２】
ここで、造形層３０を複数層（固定値である必要はない。）積層する毎に、例えば１０層積層する毎に、平坦化ローラ１６を最表面の造形層３０に押し付けて平坦化することで、造形層３０の厚み精度や平坦性を確保することができる。
【００６３】
なお、平坦化手段として、平坦化ローラ１６のようなローラ形状の部材を使用する場合、Ｘ方向における移動方向に対して、平坦化ローラ１６を逆転させる方向で回転させることで、平坦化（平滑化）の効果がより有効に発揮される。
【００６４】
また、造形ユニット２０と最表面の造形層３０とのギャップを一定に保つために、ここでは、１層の造形層３０を形成する毎にステージ１４を昇降手段１５によって下降させている。なお、造形ユニット２０を昇降させる構成でもよい。
【００６５】
また、立体造形装置１０としては、モデル材３０１やサポート材３０２の回収、リサイクル機構などを備えることもできる。また、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２の不吐出ノズルを検知する吐出状態検出手段を備えることができる。また、造形時の装置内の環境温度を制御することも好ましい。
【００６６】
次に、立体造形装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。図４は、立体造形物の製造装置の制御部を説明するためのブロック図である。
【００６７】
制御手段（制御部）５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５０１と、ＲＯＭ（Ｒｅｅｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）５０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。
ＣＰＵ５０１は、立体造形装置１０全体の制御を司る。ＲＯＭ５０２は、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プログラムを含む立体造形プログラム、その他の固定データを格納する。ＲＡＭ５０３は、造形データ等を一時格納する。
【００６８】
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；Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）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ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０５を備えている。
【００６９】
造形データ作成装置６００は、最終形態の造形物（立体造形物）を造形層毎にスライスされた切断面を示す２次元データ（造形データ）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築されている。
【００７０】
制御部５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）５０７を備えている。
【００７１】
制御部５００は、造形ユニット２０の第１ヘッド１１を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８と、第２ヘッド１２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０９を備えている。
【００７２】
制御部５００は、造形ユニット２０をＸ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２０をＹ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５１１を備えている。
【００７３】
制御部５００は、図３に示したステージ１４を昇降手段１５と共にＸ方向に移動させるステージＸ方向走査機構のモータを駆動するモータ駆動部と、ステージ１４をＺ方向に昇降させる昇降手段１５のモータを駆動するモータ駆動部を備えている。なお、Ｚ方向への昇降は、前述したように造形ユニット２０を昇降させる構成とすることもできる。
【００７４】
制御部５００は、図１及び図３に示した平坦化ローラ１６を回転駆動するモータ２６を駆動するモータ駆動部５１６、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２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。
【００７５】
制御部５００は、ＵＶ照射ユニット１３による紫外線照射を制御する硬化制御部５１９を備えている。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
制御部５００は、造形データ作成装置６００から造形データを受信する。制御部５００は、入力された造形データに従い立体造形物を造形するよう駆動処理される。これにより、立体造形装置１０において、所望の立体造形物が造形される。
【００７９】
＜予備吐出制御部が行う制御の実施形態＞
立体造形装置１０の制御部５００が予備吐出制御部として、ステージにおける、立体造形物が造形される造形領域の外に予備吐出をする際、少なくともモデル材がステージに接するように行う吐出手段の制御について詳細に説明する。
まず、立体造形物の製造を開始する前に洗浄放出（パージ）行う場合における、吐出手段及びステージの移動の流れについて説明する。
【００８０】
図５は、立体造形物の製造を開始する前の待機時における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
造形ステージ１４は、昇降手段１５を介して、ガイド部材７５（７６）上に移動可能に配置されている。
【００８１】
図６は、吐出手段が洗浄放出を行う際における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
造形ユニット２０は、メンテナンス機構６１に対して、洗浄放出（パージ）を行ことで、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２の開口部近傍に形成された高粘度化した造形用材料や造形用材料の皮膜などを排出する。また、立体造形装置１０は、立体造形物の製造を開始する際だけではなく、立体造形物の造形途中においても、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２の開口部近傍に形成された高粘度化した造形用材料や造形用材料の皮膜などを排出するためにパージを行ってもよい。このとき、造形層を所定数（例えば、５００層など）造形する度に、パージを行うとよい。
【００８２】
図７は、吐出手段が造形領域に造形用材料を吐出して立体造形物を製造し始める際における、吐出手段とステージとの位置関係の一例を示す説明図である。
造形ユニット２０は、パージを行った後にＺ方向に移動して、造形領域に造形用材料を吐出するために適した位置へと移る。また、造形ステージは、Ｘ方向に移動して造形ユニット２０と位置を合わせる。この際、造形ユニット２０は、Ｚ方向に移動しているため、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２の吐出孔のメニスカスが不安定になる（壊れる）ことがある。
【００８３】
立体造形装置１０は、予備吐出を行うことにより、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２の吐出孔のメニスカスを安定させることで、吐出不良を抑制する。
予備吐出は、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２によりモデル材及びサポート材を、ステージ１４上の造形領域の外に吐出することにより行う。
【００８４】
図８は、予備吐出造形物を形成する場所の一実施形態を示す説明図である。
図８においては、予備吐出造形物１００は、ステージ１４上に設けられた造形領域１４ａの外の領域に形成されている。
図８に示した実施形態では、まず、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、所定の造形層を造形する際に、造形領域１４ａへの吐出が開始する前に、予備吐出造形物１００が位置している場所に予備吐出を行う。ここで、予備吐出造形物１００の縦（Ｙ方向）の長さは、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２がＹ方向へ走査することなくモデル材及びサポート材を吐出することができる長さである。次に、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、左へ走査しながらモデル材及びサポート材の少なくともいずれかを造形領域１４ａに、造形データに基づいて吐出する（以下、この動作を「スキャン」と称することがある）。続いて、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、造形領域１４ａの左端までの造形データ分の吐出を終えると、予備吐出造形物１００が位置している場所へ戻った後、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２のＹ方向の長さ分だけ、Ｙ方向の下へ走査する。このように、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査を繰り返すことで、所定の造形層を形成する。
図８に示した実施形態においては、所定の造形層を造形する際に、一回目のスキャンの前で予備吐出を行うので、予備吐出で吐出する立体造形物とならない造形用材料の量を抑制することができる。また、この実施形態において、予備吐出は、パージを行った直後のスキャンの際に行うようにしてもよい。
【００８５】
図９は、予備吐出造形物を形成する場所の他の一実施形態を示す説明図である。
図９に示した実施形態では、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、所定の造形層を造形する際に、スキャンを行う度に予備吐出を行う。このため、この実施形態においては、予備吐出造形物１００のＹ方向の長さは、造形領域１４ａのＹ方向の長さと同程度になる。
図９に示した実施形態においては、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２がスキャンを行う度に予備吐出をするため、より確実に吐出不良を抑制できるので、立体造形物の造形精度をより向上させることができる。
【００８６】
図１０は、予備吐出造形物を形成する場所の他の一実施形態を示す説明図である。
図１０に示した実施形態では、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、所定の造形層を造形する際に、Ｘ方向に対して左右両方の走査において、造形用材料を造形領域１４ａに吐出する双方向吐出を行う。この際、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、図１０に示すように、造形領域１４ａの左右両方の領域に予備吐出を行う。
図１０に示した実施形態においては、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２が双方向吐出を行う際に、スキャンを行う度に予備吐出をするため、より確実に吐出不良を抑制できるので、立体造形物の造形精度をより向上させることができる。
【００８７】
次に、少なくともモデル材がステージに接するように行う吐出手段の制御についての実施形態について説明する。
【００８８】
図１１は、モデル材及びサポート材が混合するように吐出する場合の一実施形態である。
図１１に示した実施形態では、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、モデル材３０１及びサポート材３０２を予備吐出して予備吐出造形物１００の所定の造形層が形成される際に、モデル材３０１及びサポート材３０２の液滴を、液滴の半径分ずらして吐出する。こうすることで、モデル材３０１及びサポート材３０２の液滴は、互い違いに重なって位置することになるので、互いに混合した後に硬化される。モデル材３０１及びサポート材３０２の混合材が硬化して形成された造形物（混合部）は、モデル材に近い性質を持つため、混合部で形成された予備吐出造形物１００は、粉状に崩れることなく容易にステージ上から除去可能である。
また、この実施形態では、予備吐出造形物１００の全体が混合部で形成される必要はなく、少なくとも予備吐出造形物１００のステージと接する面が混合部で形成されていればよい。
【００８９】
図１２は、モデル材及びサポート材が混合するように吐出する場合の他の一実施形態である。
図１２に示した実施形態では、第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２は、モデル材３０１及びサポート材３０２を予備吐出して予備吐出造形物１００の所定の造形層が形成される際に、モデル材３０１及びサポート材３０２の液滴が、ほぼ重なるように吐出する。こうすることで、モデル材３０１とサポート材３０２は、互いに混合した後に硬化されるので、モデル材３０１及びサポート材３０２の混合材で形成された予備吐出造形物１００は、粉状に崩れることなく容易にステージ上から除去可能となる。
また、この実施形態においても、図１１に示した実施形態と同様に、予備吐出造形物１００の全体が混合部で形成される必要はなく、少なくとも予備吐出造形物１００のステージと接する面が混合部で形成されていればよい。
【００９０】
次に、予備吐出により形成される予備吐出造形物の構造について説明する。
【００９１】
図１３は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の一実施形態を示す説明図である。
図１３に示した実施形態では、予備吐出造形物１００は、モデル材３０１及びサポート材３０２の混合材が混合して硬化した混合部１９で形成されている。この場合、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面が混合部１９で形成されているため、造形ステージ１４を汚染することなく、容易に除去可能である。
【００９２】
図１４は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の他の一実施形態を示す説明図である。
図１４に示した実施形態では、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面が混合部１９で、側面がモデル部１７で、それ以外の部分がサポート部１８で形成されている。この場合、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面が混合部１９で形成されているので、粉状に崩れることなく容易に造形ステージ１４から除去可能である。また、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面以外においては、モデル材３０１及びサポート材３０２が重なることなく硬化されて形成されるので、立体造形装置１０は、予備吐出造形物１００の高さ（Ｚ方向の長さ）を正確に制御できる。立体造形装置１０は、予備吐出造形物１００の高さを正確に制御して揃えることで、モデル材３０１及びサポート材３０２が着弾するまでにミスト状になることによる、立体造形装置１０内の汚染、造形品質の低下などの発生を抑制することができる。
【００９３】
図１５は、ステージ上に形成された予備吐出造形物の構造の他の一実施形態を示す説明図である。
図１５に示した実施形態では、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面及び側面がモデル部１７で、それ以外の部分がサポート部１８で形成されている。この場合、予備吐出造形物１００は、造形ステージ１４と接する面がモデル部１７で形成されているので、粉状に崩れることなく容易に造形ステージ１４から除去可能である。また、予備吐出造形物１００の全体は、モデル材３０１及びサポート材３０２が重なることなく硬化されて形成されるので、立体造形装置１０は、予備吐出造形物１００の高さ（Ｚ方向の長さ）を図１４に示した実施形態よりも正確に制御できる。立体造形装置１０は、予備吐出造形物１００の高さを正確に制御して揃えることで、モデル材３０１及びサポート材３０２が着弾するまでにミスト状になることによる、立体造形装置１０内の汚染、造形品質の低下などの発生を抑制することができる。
また、予備吐出造形物１００は、図１６に示すように、モデル部１７で形成されてもよい。
【００９４】
次に、第１の吐出ヘッド１１及び第２の吐出ヘッド１２により予備吐出を行わせる制御を有し、本発明の立体造形物の製造方法と同様の機能をコンピュータに実行させる本発明の立体造形プログラムについて説明する。本発明の立体造形プログラムによる処理は、立体造形装置１０を構築する制御部５００を有するコンピュータを用いて実行することができる。
【００９５】
図１８は、立体造形プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
ステップＳ１０１では、制御部５００は、Ｉ／Ｆ５０６が受信した立体造形装置１０が造形する立体造形物についての造形データを受け付けると、処理をＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０２では、制御部５００は、造形ユニット２０をメンテナンス機構６１の位置に移動させて、造形ユニット２０に洗浄放出（パージ）を行わせると、処理をＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、制御部５００は、造形ユニット２０の第１ヘッド１１及び第２ヘッド１２により造形ステージ１４の造形領域１４ａの外に、モデル材３０１が造形ステージ１４と接するように予備吐出を行わせると、処理をＳ１０４に移行する。なお、Ｓ１０３は適宜省略してもよい。
ステップＳ１０４では、制御部５００は、Ｓ１０１で受け付けた造形データに基づいて立体造形装置１０により、ｎ層目の造形層を造形させる（ｎは、１以上の整数）。そして、処理をＳ１０５に移行させる。
ステップＳ１０５では、制御部５００は、まだ造形していない造形層があるか否かを判定する。例えば、まだ造形していない造形層がある場合には、処理をＳ１０６に移行して処理を繰り返す。一方、まだ造形していない造形層がない場合には、本処理を終了する。
ステップＳ１０６では、制御部５００は、造形層が所定数である否かを判定する。造形層が所定数（例えば、５００の倍数の層）である場合、処理をＳ１０２に戻す。造形層が所定数（例えば、５００の倍数の層）でない場合、処理をＳ１０３に戻す。
【００９７】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００９８】
＜モデル材の調製＞
イソボルニルアクリレート（共栄化学株式会社製）６０質量部、アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ、ＫＪケミカルズ株式会社製）１０質量部、及びウレタンアクリレート（商品名：ＵＶ−１７００Ｂ、日本合成化学工業株式会社製、分子量：２，０００）３０質量部をビーカーにて均一に混合した。その後、反応開始剤（商品名：イルガキュア８１９、ＢＡＳＦ社製）２質量部を加え、さらに均一に混合し、フィルター（商品名：ＣＣＰ−ＦＸ−Ｃ１Ｂ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、平均孔径：３μｍ）を通過させてモデル材を得た。
【００９９】
＜サポート材の調製＞
アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ、ＫＪケミカルズ株式会社製）４０質量部、ポリオキシプロピレングリコール６０質量部、反応開始剤（商品名：イルガキュア８１９、ＢＡＳＦ社製）３質量部、及び重合禁止剤（商品名：フェノチアジン、東京化成株式会社製）０．１質量部を均一に混合し、フィルター（商品名：ＣＣＰ−ＦＸ−Ｃ１Ｂ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、平均孔径：３μｍ）を通過させてサポート材を得た。
【０１００】
図１に示す立体造形物の製造装置において、インクジェットヘッド（商品名：ＭＨ２４２０、リコーインダストリー株式会社製）に通じる３つのタンクに、得られたモデル材、及びサポート材を充填した。
【０１０１】
＜確認試験＞
立体造形物の製造装置を用いて、造形物の除去性を評価するための試験用造形物を造形し、造形した試験用造形物の除去性を評価した。
【０１０２】
＜＜試験例１＞＞
まず、モデル材が硬化したモデル部からなる試験用造形物を造形した。
図１９は、立体造形物の製造装置内における、造形直後の試験用造形物を撮影した写真である。
次に、図１９で示した試験用造形物を、造形装置のステージから除去した。
【０１０３】
図２０は、試験例１で造形したモデル部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
図２０から、モデル部からなる試験用造形物は、造形ステージから除去した後でも、ひび割れるなどして形状が崩れている部分がないことがわかる。
モデル部からなる試験用造形物は、崩れることなく簡便に造形ステージから除去することができた。
【０１０４】
＜＜試験例２＞＞
次に、モデル材及びサポート材が混合した混合材が硬化した混合部からなる試験用造形物を造形し、試験例１と同様にステージから除去した。なお、試験例２においては、モデル材とサポート材とが重なるように吐出することで混合材を得た。
【０１０５】
図２１は、試験例２で造形した混合部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
図２１から、混合部からなる試験用造形物は、造形ステージから除去した後でも、ひび割れるなどして形状が崩れている部分がないことがわかる。
混合部からなる試験用造形物は、崩れることなく簡便に造形ステージから除去することができた。
【０１０６】
＜＜試験例３＞＞
次に、サポート材が硬化したサポート部からなる試験用造形物を造形し、試験例１及び試験例２と同様にステージから除去した。
【０１０７】
図２２は、試験例３で造形したサポート部からなる試験用造形物を、造形ステージから除去した後に撮影した写真である。
図２２から、サポート部からなる試験用造形物は、図２２における右下部分にひび割れ（クラック）が生じていることがわかる。
サポート部からなる試験用造形物のクラック部分を形成していたサポート部は、試験用造形物を造形ステージから除去する際に、造形ステージ上に粉状に崩れてしまい、造形ステージを汚染し、試験用造形物を容易に除去することができなかった。
【０１０８】
試験例１から３の結果から、予備吐出をする際に、少なくともモデル材がステージと接するようにすることにより、予備的に吐出された材料がステージを汚染することなく簡便に除去可能であることが確認できた。
【０１０９】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出手段と、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う予備吐出制御部と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置である。
＜２＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が前記領域に吐出をする前に行う前記＜１＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜３＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が洗浄放出をした後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜４＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記吐出手段が鉛直方向に移動した後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜５＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記モデル材及びサポート材が混合して前記ステージに接するように行う前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜６＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記モデル材を吐出した範囲及び前記サポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行う前記＜５＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜７＞  前記予備吐出制御部による制御は、前記予備吐出による造形物の内部が前記サポート材で形成され、前記造形物の側面が前記モデル材で形成されるように行う前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜８＞  吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する吐出工程と、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う予備吐出工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜９＞  前記予備吐出工程による制御は、前記吐出手段が前記領域に吐出をする前に行う前記＜８＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１０＞  前記予備吐出工程による制御は、前記吐出手段が洗浄放出をした後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１１＞  前記予備吐出工程による制御は、前記吐出手段が鉛直方向に移動した後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜１２＞  前記予備吐出工程による制御は、前記モデル材及び前記サポート材が混合して前記ステージに接するように行う前記＜８＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１３＞  前記予備吐出工程による制御は、前記モデル材を吐出した範囲及び前記サポート材を吐出した範囲の少なくとも一部が重なるように行う前記＜１２＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１４＞  前記予備吐出工程による制御は、前記予備吐出による造形物の内部が前記サポート材で形成され、前記造形物の側面が前記モデル材で形成されるように行う前記＜７＞から＜１３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１５＞  吐吐出手段により、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出させ、
立体造形物が造形される領域の外に予備吐出をする際、少なくとも前記モデル材がステージに接するように前記吐出手段の制御を行う、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラムである。
＜１６＞  前記吐出手段の制御は、前記吐出手段が前記領域に吐出をする前に行う前記＜１５＞に記載の立体造形プログラムである。
＜１７＞  前記吐出手段の制御は、前記吐出手段が洗浄放出をした後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜１５＞から＜１６＞のいずれかに記載の立体造形プログラムである。
＜１８＞  前記吐出手段の制御は、前記吐出手段が鉛直方向に移動した後であって、前記領域に吐出をする前に行う前記＜１５＞から＜１７＞のいずれかに記載の立体造形プログラムである。
＜１９＞  前記吐出手段の制御は、前記モデル材及び前記サポート材が混合して前記ステージに接するように行う前記＜１５＞から＜１８＞のいずれかに記載の立体造形プログラムである。
＜２０＞  前記吐出手段の制御は、前記予備吐出による造形物の内部が前記サポート材で形成され、前記造形物の側面が前記モデル材で形成されるように行う前記＜１５＞から＜１９＞のいずれかに記載の立体造形プログラムである。
【０１１０】
＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、＜８＞から＜１４＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、＜１５＞から＜２０＞のいずれかに記載の立体造形プログラムによれば、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１１】
【特許文献１】特開２０１６−１６５６８号公報
【符号の説明】
【０１１２】
１０    立体造形装置
１１    第１の吐出ヘッド
１２    第２の吐出ヘッド
１４    造形ステージ
２０    造形ユニット
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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【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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