(57)【要約】【課題】回転部材による平坦化で生じる不都合を低減できるようにする。【解決手段】モデル材２０１を吐出して、モデル材２０１を硬化させたモデル材造形物２０１ａを形成し、複数のモデル材造形物２０１ａを順次積層して立体造形物を造形する装置であって、モデル材造形物２０１ａを積層する造形ステージ１１と、造形ステージ１１上にモデル材２０１を吐出する第１ヘッド２１と、造形ステージ１１上に第１ヘッド２１で吐出されたモデル材２０１の表面を平坦化する平坦化ローラ２３とを備え、平坦化ローラ２３は造形ステージ１１に対して相対移動可能であり、平坦化ローラ２３の移動方向における平坦化ローラ２３の回転位相を制御する手段を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して立体造形物を造形する装置であって、
前記層状造形物を積層する造形ステージと、
前記造形ステージ上に前記造形材を付与する付与手段と、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を平坦化する回転部材と、を備え、
前記回転部材は前記造形ステージに対して相対移動可能であり、
前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を制御する手段を備えている
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【請求項２】
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとでは、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を異ならせる
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】
前記第ｎ層目を平坦化するときの回転位相に対して前記第ｎ＋１層目を平坦化するときの回転位相を１８０°ずらす
ことを特徴とする請求項２に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項４】
前記第ｎ層目と第ｎ＋１層目は前記立体造形物の最表面の近傍の層である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項５】
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとで、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を一致させる
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６】
前記立体造形物の最表面となる前記層状造形物を形成するときには、前記回転部材による平坦化を行わない
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項７】
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して立体造形物を造形する方法であって、
前記層状造形物が積層される造形ステージ上に前記造形材を付与し、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を前記造形ステージに対して相対移動可能な回転部材で平坦化し、
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとでは、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を異ならせる
ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【請求項８】
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して立体造形物を造形する方法であって、
前記層状造形物が積層される造形ステージ上に前記造形材を付与し、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を前記造形ステージに対して相対移動可能な回転部材で平坦化し、
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとでは、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を同じにする
ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【請求項９】
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して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であって、
前記層状造形物が積層される造形ステージ上に前記造形材を付与し、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を前記造形ステージに対して相対移動可能な回転部材で平坦化し、
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとでは、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を異ならせる制御をコンピュータに行わせる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して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であって、
前記層状造形物が積層される造形ステージに前記造形材を付与し、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を前記造形ステージに対して相対移動可能な回転部材で平坦化し、
積層方向に連続する第ｎ層目の前記層状造形物を形成する前記造形材と第ｎ＋１層目となる前記層状造形物を形成する前記造形材をそれぞれ平坦化するとき、前記第ｎ層目を平坦化するときと前記第ｎ＋１層目を平坦化するときとでは、前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を同じにする制御をコンピュータに行わせる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体造形物を造形する装置、立体造形物を造形する方法、プログラムに関する。
【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、立体造形物を形成するモデル材を造形領域に吐出し、造形領域以外の領域に形状支持用のサポート材を吐出して、モデル材及びサポート材を硬化させて、モデル材が硬化したモデル材造形物とサポート材が硬化したサポート造形物とを含む層状造形物（造形層）を造形し、造形層を順次積層し、サポート材造形物を除去してモデル材からなる立体造形物を造形する材料噴射造形方式（マテリアルジェット方式）のものがある。
【０００３】
従来、流動可能な樹脂の余剰分をローラ部で回収し、モデル材を回収するときのローラ部の回転速度とサポート材を回収するときのローラ部の回転速度を異ならせるものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０６７１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回転部材は、部品精度や取付け精度などによって、回転したときに周面が振れる現象が発生する。そのため、回転部材によってモデル材やサポート材などの表面を平坦化すると、回転部材の振れによる凹凸が造形材の表面に現れる。この造形物表面の凹凸によって造形物の表面精度が低下したり、平坦化を行うときの硬化済の下層の造形層と回転部材が干渉したりするという課題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、回転部材による平坦化で生じる不都合を低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
造形材を層状に硬化させた層状造形物を形成し、複数の前記層状造形物を順次積層して立体造形物を造形する装置であって、
前記層状造形物を積層する造形ステージと、
前記造形ステージ上に前記造形材を付与する付与手段と、
前記造形ステージ上の前記造形材の表面を平坦化する回転部材と、を備え、
前記回転部材は前記造形ステージに対して相対移動可能であり、
前記回転部材の移動方向における前記回転部材の回転位相を制御する手段を備えている
構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転部材による平坦化で生じる不都合を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る立体造形物を造形する装置の一例の概略平面説明図である。
【図２】同じく概略側面説明図である。
【図３】同じく造形ユニット部分の模式的説明図である。
【図４】同じく制御部のブロック説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態における平坦化ローラの回転位相の説明に供する説明図である。
【図６】同じく層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態における層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態における平坦化ローラの回転位相の説明に供する説明図である。
【図９】同じく層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。本発明に係る立体造形物を造形する装置の一例の概要について図１ないし図４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は同じく造形ユニット部分の模式的説明図である。
【００１１】
この立体造形物を造形する装置（立体造形装置という。）は、材料噴射造形装置であり、層状造形物である造形層１０が積層されて立体造形物が造形される造形ステージ１１を含む造形部１と、造形ステージ１１上に造形層１０を順次積層造形する造形ユニット２とを備えている。
【００１２】
造形部１は、造形ステージ１１を高さ方向（Ｚ方向）に昇降させる昇降機構部１２を備えている。
【００１３】
造形ユニット２は、Ｘ方向（主走査方向）に往復移動可能に配置されたキャリッジ２０を備えている。
【００１４】
キャリッジ２０には、立体造形物を構成するモデル材２０１を吐出するモデル材付与手段としての第１ヘッド２１と、最終的に除去されるサポート材２０２を吐出するサポート材付与手段としての第２ヘッド２２とをＸ方向に並べて搭載している。
【００１５】
また、キャリッジ２０には、第１ヘッド２１及び第２ヘッド２２を挟んで両側に、造形層１０を平坦化する平坦化手段を構成する回転部材である平坦化ローラ２３を配置している。
【００１６】
また、キャリッジ２０には、平坦化ローラ２３を挟んで第１ヘッド２１及び第２ヘッド２２と反対側に、付与された（吐出された）造形材としてのモデル材２０１及びサポート材２０２を硬化させる活性エネルギー線、例えば紫外線を照射する硬化手段としての硬化ユニット２４を配置している。
【００１７】
また、キャリッジ２０の主走査方向に沿って側板７０、７０間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール３１を張り渡し、キャリッジ２０にはエンコーダスケール３１のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ３２を設けている。これらのエンコーダスケール３１とエンコーダセンサ３２によってキャリッジ２０の移動を検知するリニアエンコーダ３０を構成している。
【００１８】
また、平坦化ローラ２３の軸２３ａにはエンコーダホイール３４を取り付け、このエンコーダホイール３４に形成したパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ３５を設けている。これらのエンコーダホイール３４とエンコーダセンサ３５によって平坦化ローラ２３の回転量及び回転位置を検出するロータリエンコーダ３３を構成している。
【００１９】
硬化ユニット２４としては、紫外線（ＵＶ）照射ランプ、電子線照射源等が挙げられる。紫外線照射ランプを使用する場合、発生するオゾンを除去する機構を備えることが好ましい。紫外線照射ランプの種類としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ等がある。超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紫外線照射ランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドランプは、波長領域が広いため着色物に有効的であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅなどの金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせてハロゲン化物を選択できる。
【００２０】
キャリッジ２０は、ガイド部材４１及び４２に往復移動可能に保持されている。ガイド部材４１及び４２は、両側の側板７０、７０に保持されている。そして、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２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。
【００２１】
また、Ｘ方向の一方側には、ヘッド２１、２２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。
【００２２】
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２１，２２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着させ、ノズルからモデル材２０１、サポート材２０２を吸引する。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、モデル材２０１、サポート材２０２の吐出が行われない場合に、第１ヘッド２１及び第２ヘッド２２のノズル面をキャップ６２で覆って乾燥することを防止する。
【００２３】
この装置では、キャリッジ２０を移動させて、造形ステージ１１上に、第１ヘッド２１から造形領域（立体造形物となる領域）にモデル材２０１を吐出して付与し、第２ヘッド２２からサポート領域（造形領域以外の領域）にサポート材２０２を吐出して付与する。
【００２４】
そして、硬化ユニット２４によって吐出された造形ステージ１１上のモデル材２０１、サポート材２０２を硬化させて、モデル材造形物２０１ａとサポート材造形物２０２ａで構成される１層の層状造形物である造形層１０を形成する。この造形層１０を順次積層して立体造形物を造形する。
【００２５】
この場合、１層の造形層１０を形成するとき、硬化ユニット２４で硬化する前に造形ステージ１１上のモデル材２０１、サポート材２０２を平坦化ローラ２３によって平坦化する。あるいは、硬化ユニット２４による硬化まで行った造形層１０を複数層積層する毎に、平坦化ローラ２３によって表層の造形層１０の表面を平坦化する。
【００２６】
なお、この装置では、第１ヘッド２１、第２ヘッド２２、平坦化ローラ２３及び硬化ユニット２４を搭載したキャリッジ２０が往復移動することで、造形ステージ１１に対して回転部材である平坦化ローラ２３が相対移動可能な構成としているが、造形ステージ１１側をＸ方向及びＹ方向に移動させる構成とすることもできる。
【００２７】
次に、上記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は同制御部のブロック図である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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（断面データ）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。
【００３２】
制御部５００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等を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備えている。
【００３３】
制御部５００は、造形ユニット２の第１ヘッド２１を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８と、第２ヘッド２２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０９を備えている。
【００３４】
制御部５００は、造形ユニット２のキャリッジ２０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を備えている。制御部５００は、造形ユニット２全体を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５１１を備えている。
【００３５】
制御部５００は、造形ステージ１１をＺ方向に昇降させる昇降機構部１２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。なお、Ｚ方向への昇降は造形ユニット２を昇降させる構成とすることもできる。
【００３６】
制御部５００は、平坦化ローラ２３を回転駆動する各モータ１２３を駆動するモータ駆動部５１６を備えている。制御部５００は、リニアエンコーダ３０及びロータリエンコーダ３３の各検出信号をＩ／Ｏ５０７を介して取り込んで、平坦化ローラ２３の移動方向における回転位相を制御する。
【００３７】
制御部５００は、第１ヘッド２１、第２ヘッド２２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。
【００３８】
制御部５００は、硬化ユニット２４による紫外線照射（硬化）を制御する硬化制御部５１９を備えている。
【００３９】
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。
【００４０】
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１０の内のモデル材造形物２０１ａを形成するデータ（造形領域のデータ）である。
【００４１】
そして、主制御部５００Ａは、造形データ（造形領域のデータ）にサポート材２０２を付与してサポート材造形物２０２ａとするサポート領域のデータを付加したデータを作成し、ヘッド駆動制御部５０８、５０９に与える。
【００４２】
ヘッド駆動制御部５０８、５０９は、それぞれ、第１ヘッド２１から液状のモデル材２０１の液滴を造形領域に吐出させ、第２ヘッド２２から液状のサポート材２０２の液滴をサポート領域に吐出させる。
【００４３】
その後、主制御部５００Ａは、吐出されたモデル材２０１、サポート材２０２に対して硬化ユニット２４によって紫外線を照射して硬化させ、モデル材造形物２０１ａとサポート材造形物２０２ａで構成される造形層１０を形成する。
【００４４】
そして、前述したように、硬化前の１層毎に、或いは、複数層を造形する毎に平坦化を行いながら、造形層１０を順次積層して立体造形物を造形する。
【００４５】
なお、造形データ作成装置６００と立体造形装置によって造形装置が構成される。
【００４６】
次に、本発明の第１実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は同実施形態における平坦化ローラの回転位相の説明に供する説明図、図６は同じく層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【００４７】
本実施形態においては、積層方向で連続する第ｎ層目のモデル材２０１の表面を平坦化するときと第ｎ＋１層目のモデル材２０１の表面を平坦化するときとで、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相が同じになるように制御する。
【００４８】
例えば、制御部５００は、リニアエンコーダ３０の検出信号に基づいてキャリッジ２０の移動開始位置を第ｎ層目と第ｎ＋１層目で同じ位置とし、ロータリエンコーダ３３の検出信号に基づいて平坦化ローラ２３の回転開始位置を第ｎ層目と第ｎ＋１層目で同じ位置とする制御を行う。
【００４９】
これにより、造形ステージ１１上の第ｎ層目を形成するモデル材２０１の表面を平坦化するとき、平坦化ローラ２３のローラ下端は図５に実線で図示するように変位する。
【００５０】
そして、第ｎ＋１層目を形成するモデル材２０１の表面を平坦化するとき、キャリッジ２０の移動開始位置及び平坦化ローラ２３の回転開始位置をそれぞれ第ｎ層目と同じ位置とすることで、平坦化ローラ２３のローラ下端は図５に破線で図示するように変位する。
【００５１】
つまり、第ｎ層目を平坦化するときと第ｎ＋１層目を平坦化するときとで、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相は一致することになる。
【００５２】
本実施形態について図６を参照して具体的に説明する。ここでは、造形ステージ１１上にモデル材造形物２０１Ａ、２０１Ｂを順次積層する例で説明する。この例では、モデル材造形物２０１Ａが第ｎ層目、モデル材造形物２０１Ｂが第ｎ＋１層目となる。
【００５３】
まず、図６（ａ）に示すように、造形ステージ１１に向けて第ｎ層目となるモデル材２０１を第１ヘッド２１から吐出させる。そして、図６（ｂ）に示すように、平坦化ローラ２３で第ｎ層目のモデル材２０１に接触させて平坦化し、硬化ユニット２４で硬化して第ｎ層目のモデル材造形物２０１Ａを形成する。
【００５４】
ここで、平坦化ローラ２３で平坦化するとき、平坦化ローラ２３の回転振れなどによって、平坦化ローラ２３の移動方向において平坦化ローラ２３のローラ下端が変位する。そのため、平坦化された第ｎ層のモデル材造形物２０１Ａの表面には、平坦化ローラ２３の下端の変位に倣ったピッチで凹凸が生じる。
【００５５】
次いで、図６（ｃ）に示すように、造形ステージ１１に向けて第ｎ層のモデル材造形物２０１Ａ上に第ｎ＋１層目となるモデル材２０１を第１ヘッド２１から吐出させる。そして、図６（ｄ）に示すように、平坦化ローラ２３で第ｎ＋１層目のモデル材２０１に接触させて平坦化し、硬化ユニット２４で硬化して第ｎ＋１層目のモデル材造形物２０１Ｂを形成する。
【００５６】
ここで、第ｎ層目のモデル材２０１を平坦化するときと第ｎ＋１層目のモデル材２０１を平坦化するときとで、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相が一致するように制御する。
【００５７】
これにより、平坦化された第ｎ＋１層のモデル材造形物２０１Ｂの表面には、第ｎ層目のモデル材造形物２０１Ａと同じ位相で平坦化ローラ２３の下端の変位に倣った凹凸が生じる。
【００５８】
このように、積層方向で連続する２つの層における平坦化ローラ２３の振れなどによって生じる平坦化ローラ２３の下端の変位を重ねる構成としている。つまり、硬化後の第ｎ層目のモデル材造形物２０１Ａの表面は、平坦化ローラ２３の振れが転写されて回転ピッチに対応する凹凸が生じた状態となるが、第ｎ＋１層目のモデル材２０１を平坦化したときに、平坦化ローラ２３の振れに伴う凹凸は下層である第ｎ層目と同じになる。
【００５９】
これにより、第ｎ＋１層目のモデル材造形物２０１Ｂの平坦化を行うときに、平坦化ローラ２３が下層である第ｎ層目の硬化したモデル材造形物２０１Ｂと干渉することがなくなり、平坦化で下層が削られたり、異音が発生したりすることが防止される。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態における層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【００６１】
ここでは、造形ステージ１１上にモデル材造形物２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを順次積層する例で説明する。この例では、モデル材造形物２０１Ｃが最終的な立体造形物の再表面層となる。
【００６２】
そして、本実施形態では、立体造形物の最表面となる層状造形物であるモデル材造形物２０１Ｃについては平坦化ローラ２３による平坦化を行わない構成としている。
【００６３】
つまり、図７（ａ）に示すように、前記第１実施形態と同様にして、造形ステージ１１上に、モデル材造形物２０１Ａ、２０１Ｂを順次積層している。このとき、モデル材造形物２０１Ａ、２０１Ｂを形成するときの平坦化では平坦化ローラ２３の回転位相を一致させている。
【００６４】
そして、図７（ｂ）に示すように、モデル材造形物２０１Ｂ上に最終層となるモデル材２０１を吐出する。その後、モデル材２０１の平坦化を行うことなく、図７（ｃ）に示すように、硬化ユニット２４で硬化して立体造形物の最表面となるモデル材造形物２０１Ｃを形成する。
【００６５】
これにより、平坦化ローラ２３の振れなどによる下層の凹凸を立体造形物の表面を形成する最終層の層状造形物で埋めることができ、立体造形物の造形物品質を向上させることができる。なお、平坦化を行わないで硬化させた場合、最終層の外周部が盛り上がった形状となるが、1〜数層分であればその量も少なく、造形品質の低下には至らない。
【００６６】
次に、本発明の第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。図８は同実施形態における平坦化ローラの回転位相の説明に供する説明図、図９は同じく層状造形物の積層状態の説明に供する模式的断面説明図である。
【００６７】
本実施形態においては、積層方向で連続する第ｎ層目のモデル材２０１の表面を平坦化するときと第ｎ＋１層目のモデル材２０１の表面を平坦化するときとで、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相が異なるように、つまり、回転位相がずれるように制御する。
【００６８】
例えば、制御部５００は、リニアエンコーダ３０の検出信号に基づいてキャリッジ２０の移動開始位置を第ｎ層目と第ｎ＋１層目で同じ位置とし、ロータリエンコーダ３３の検出信号に基づいて平坦化ローラ２３の回転開始位置を第ｎ層目と第ｎ＋１層目で異なる位置とする制御を行う。
【００６９】
これにより、造形ステージ１１上の第ｎ層目を形成するモデル材２０１の表面を平坦化するとき、平坦化ローラ２３のローラ下端は図８に実線で図示するように変位する。
【００７０】
そして、第ｎ＋１層目を形成するモデル材２０１の表面を平坦化するとき、例えばキャリッジ２０の移動開始位置を第ｎ層と同じとし、平坦化ローラ２３の回転開始位置を第ｎ層目と異なる位置とすることで、平坦化ローラ２３のローラ下端は図８に破線で図示するように変位する。
【００７１】
つまり、第ｎ層目を平坦化するときと第ｎ＋１層目を平坦化するときとで、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相が異なることになる。ここでは、第ｎ層目を平坦化するときと第ｎ＋１層目を平坦化するときとで、１８０°位相をずらしている。
【００７２】
本実施形態について図９を参照して具体的に説明する。ここでは、造形ステージ１１上にモデル材造形物２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを順次積層する例で説明する。この例では、モデル材造形物２０１Ａが第ｎ−１層目、モデル材造形物２０１Ｂが第ｎ層目、モデル材造形物２０１Ｃが第ｎ＋１層目となる。
【００７３】
まず、図９（ａ）を参照して、造形ステージ１１に向けて第ｎ−１層目となるモデル材２０１を第１ヘッド２１から吐出させ、平坦化ローラ２３で第ｎ−１層目のモデル材２０１に接触させて平坦化する。そして、硬化ユニット２４で硬化して第ｎ−１層目のモデル材造形物２０１Ａを形成する。
【００７４】
この第ｎ−１層目のモデル材造形物２０１Ａ上に、第ｎ層目となるモデル材２０１を第１ヘッド２１から吐出させ、平坦化ローラ２３で第ｎ層目のモデル材２０１に接触させて平坦化する。そして、硬化ユニット２４で硬化して第ｎ層目のモデル材造形物２０１Ｂを形成する。
【００７５】
この場合、第１実施形態と同様に、第ｎ−１層目、第ｎ層目をそれぞれ平坦化するとき、第ｎ−１層目及び第ｎ層目で平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相が一致させている。これにより、平坦化された第ｎ層のモデル材造形物２０１Ｂの表面には、例えば図７の実線で示すような回転位相で平坦化ローラ２３の下端の変位に倣った凹凸が生じる。
【００７６】
次いで、図９（ｂ）を参照して、第ｎ層目のモデル材造形物２０１Ｂ上に、第ｎ＋１層目となるモデル材２０１を第１ヘッド２１から吐出させる。そして、図９（ｃ）に示すように、平坦化ローラ２３で第ｎ＋１層目のモデル材２０１に接触させて平坦化し、硬化ユニット２４で硬化して第ｎ＋１層目のモデル材造形物２０１Ｃを形成する。
【００７７】
この第ｎ＋１層目を平坦化するときには、第ｎ層目を平坦化するときに対し、図８に破線で示すように、平坦化ローラ２３の移動方向（主走査方向）における平坦化ローラ２３の回転位相をずらして平坦化する。
【００７８】
これにより、第ｎ層目の表面に生じる平坦化ローラ２３の下端の変位に倣った凹凸に対して、平坦化ローラ２３の移動方向において、第ｎ＋１層目の表面に生じる平坦化ローラ２３の下端の変位に倣った凹凸の位置がずれて生じる。
【００７９】
したがって、第ｎ＋１層目のモデル材造形物２０１Ｂの表面の凹凸が小さくなり表面精度が向上する。
【００８０】
そこで、少なくとも立体造形物の最表面を形成する最終層を第ｎ＋１層目としたとき、下層の第ｎ層目を平坦化するときとは平坦化ローラの回転位相を異ならせることで、立体造形物の最表面の表面精度を向上できることになる。
【００８１】
この場合、第ｎ＋１層目では平坦化ローラ２３によるモデル材２０１の削り量（平坦化ローラ２３のモデル材２０１の食い込み量）を、第ｎ層目よりも小さく設定することが好ましい。これにより、第ｎ＋１層目を平坦化するときに、平坦化ローラ２３が硬化した第ｎ層目のモデル材造形物と干渉することが防止される。
【００８２】
また、平坦化ローラ２３（回転部材）の回転位相を異ならせる制御、平坦化ローラ２３のモデル材２０１の食い込み量を小さくする制御は、最表面を形成する層状造形物を造形するときだけでなく、最表面の近傍の数層に対して適用することにより、より高品質な表面を得ることができる。
【００８３】
なお、ここでは、第ｎ層目と第ｎ＋１層目で平坦化ローラ２３の回転位相を１８０°異ならせる例で説明しているが、１８０°に限るものではなく、第ｎ層目と第ｎ＋１層目で平坦化ローラ２３の回転位相をずらすことで、第ｎ＋１層目の表面精度を向上することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、層状造形物がモデル材造形物のみで構成される例で説明しているが、図３で説明したように、層状造形物がモデル材及びサポート材で構成される場合にも、本発明は同様に適用することができる。また、上記実施形態では、液体吐出ヘッドを使用して造形液を付与する例で説明しているが、液体吐出ヘッド以外の付与手段、例えば滴下手段などを使用して造形液を付与することもできる。
【符号の説明】
【００８５】
１  造形部
２  造形ユニット
１０  造形層（層状造形物）
１１  造形ステージ
２０  キャリッジ
２１  第１ヘッド（モデル材付与手段）
２２  第２ヘッド（サポート材付与手段）
２３  平坦化ローラ（回転部材）
２４  硬化ユニット（硬化手段）
２０１  モデル材
２０２  サポート材
２０１Ａ〜２０１Ｃ  モデル材造形物
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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