(57)【要約】【課題】強度が十分で且つ寸法精度が良好な立体造形物を造形する立体造形装置、立体造形プログラム、及び、立体造形方法を提供する。【解決手段】立体造形装置のＣＰＵは、第１距離及び第２距離を取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵは、ステージの第１平面上で立体造形粉体を第１距離の厚さに平坦化させる（Ｓ２３）。ＣＰＵは、立体造形粉体を挟んで、第１平面と、蓋部材の第２平面とを平行に対向配置させ、第１平面と第２平面とが積層方向に第２距離近づくように、ステージを移動させる（Ｓ２９）。ＣＰＵは、ステージを移動させた後、ヘッドから造形液を吐出させて、立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる（Ｓ３５）。立体造形粉体の厚さを第１距離から第２距離分圧縮したときの圧縮比と、所定条件で立体造形粉体を圧縮したときの立体造形粉体の空隙率に対する圧縮前の前記立体造形粉体の空隙率の比率とは等しい。【選択図】図１２
2016068331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、
前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記立体造形粉体を供給する供給機構と、
前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を、前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、
前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構と、
前記供給機構、前記平坦化機構、及び、前記硬化機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得し、
前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、
前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させ、
前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離である立体造形装置。
【請求項２】
複数の立体造形粉体のそれぞれの種類毎に前記第１距離及び前記第２距離を関連付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記制御部は、
前記記憶部に記憶された複数の前記第１距離及び複数の前記第２距離のうち、何れかの前記種類に関連付けられた前記第１距離及び前記第２距離を取得することを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
【請求項３】
前記制御部は、
指定された距離である指定距離を取得し、
前記立体造形粉体を圧縮したときの前記立体造形粉体の空隙率に対する圧縮前の前記立体造形粉体の空隙率の比率に、取得した前記指定距離が乗算された前記第１距離、及び、前記第１距離から前記指定距離が減算された前記第２距離を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形装置。
【請求項４】
上側が開口する有底筒状の部材であって、前記ステージの前記第１平面を底面として有し、且つ、前記第１平面と交差する向きに延びる側面を有する第１収容部を備え、
前記蓋部材の前記第２平面は、前記第１収容部の開口部よりも大きく、
前記制御部は、
前記蓋部材の前記第２平面が、前記第１収容部の前記開口部に上側から接触して覆った状態で、前記移動機構によって、前記第１収容部の前記側面に対して前記第１平面が上側に移動する向きに前記ステージを前記第２距離移動させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の立体造形装置。
【請求項５】
前記第１収容部は、前記側面のうち、平坦化された前記立体造形粉体が保持される前記第１平面よりも上側に、貫通する穴部を有し、
前記穴部を介して前記第１収容部と連通する第２収容部を更に備えたことを特徴とする請求項４の何れかに記載の立体造形装置。
【請求項６】
前記穴部を開閉可能な開閉部材を備え、
前記制御部は、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる前に、前記開閉部材によって前記穴部を開放させ、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記開閉部材によって前記穴部を閉塞させることを特徴とする請求項５に記載の立体造形装置。
【請求項７】
立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、
前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記立体造形粉体を供給する供給機構と、
前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を、前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、
前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構と、
を備えた立体造形装置のコンピュータに、
第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得させ、
前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、
前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させるための立体造形プログラムであって、
前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離であることを特徴とする立体造形プログラム。
【請求項８】
立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、
前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記立体造形粉体を供給する供給機構と、
前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を、前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、
前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構と、
を備えた立体造形装置における立体造形方法であって、
第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得させ、
前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、
前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、
前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させ
前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離であることを特徴とする立体造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形粉体に造形液を吐出して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置、立体造形プログラム、及び、立体造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体造形粉体（以下、「粉体」ともいう。）と造形液とを混合して固化することで、立体造形物を造形する立体造形装置が知られている。立体造形装置は、平坦に配置した粉体に対して造形液を吐出する。粉体と造形液は、混合すると固化して立体造形物の層（以下、「造形層」という。）を形成する。以上の工程が繰り返され、造形層が重ねられる。これによって、立体造形物が造形される。
【０００３】
ユーザの所望する形状の立体造形物を精度よく、且つ、強固に造形するための技術が提案されている。例えば特許文献１には、圧縮した粉体から立体造形物を造形する立体造形装置が開示されている。この立体造形装置では、はじめに、一定の厚さの粉体の層が、下部ダイの内部で形成される。次に、粉体の上部から下方向に上部ダイが移動し、粉体が圧縮される。次に、圧縮された粉体から立体造形物が造形される。立体造形装置は、粉体の圧縮によって粉体内の空隙を減らすことで、造形物の造形精度及び強度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の立体造形装置において、上部ダイの下方向への移動量を、粉体の種類に関わらず同一とした場合、圧縮された粉体の密度が、粉体の種類に応じて変化する場合がある。従って、粉体の密度が十分でない場合に、所望する強度の立体造形物を造形できない可能性があるという問題点がある。一方、十分な密度の粉体が得られるように上部ダイの下方向への移動量を変化させた場合、形成される粉体の層の厚さも変化する。この場合、圧縮された粉体の層から、所望する大きさの立体造形物を造形できない可能性があるという問題点がある。
【０００６】
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、強度が十分で且つ寸法精度が良好な立体造形物を造形する立体造形装置、立体造形プログラム、及び、立体造形方法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】
【０００７】
本発明の第１態様に係る立体造形装置は、立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記立体造形粉体を供給する供給機構と、前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を、前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構と、前記供給機構、前記平坦化機構、及び、前記硬化機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得し、前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させ、前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離であることを特徴とする。
【０００８】
第１態様に係る立体造形装置は、ステージの第１平面上で立体造形粉体を第１距離の厚さに平坦化する。立体造形装置は、平坦化の後、ステージの第１平面と蓋部材の第２平面との間の距離を積層方向に第２距離近づけることによって、第１平面と第２平面との間に立体造形粉体を挟み、立体造形粉体を圧縮する。立体造形装置は、圧縮された立体造形粉体を硬化させ、立体造形物を造形する。上記において、立体造形装置は、立体造形粉体の空隙率に応じた第１距離及び第２距離を取得し、取得した第１距離及び第２距離に応じて、立体造形粉体を圧縮する。この場合、立体造形装置は、第１距離と第２距離との差分を、圧縮された状態の立体造形粉体の厚さとすることができるので、圧縮された状態の立体造形粉体の厚さを制御できる。又、第１距離及び第２距離は、立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離である。このため、立体造形装置は、強度が十分で且つ寸法精度が良好な立体造形物を、立体造形粉体の種類に関わらず造形できる。
【０００９】
第１態様において、複数の立体造形粉体のそれぞれの種類毎に前記第１距離及び前記第２距離を関連付けて記憶する記憶部を更に備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された複数の前記第１距離及び複数の前記第２距離のうち、何れかの前記種類に関連付けられた前記第１距離及び前記第２距離を取得してもよい。この場合、立体造形装置は、適正な第１距離及び第２距離を、記憶部に記憶された複数の第１距離及び第２距離に基づいて容易に取得できる。
【００１０】
第１態様において、前記制御部は、指定された距離である指定距離を取得し、前記立体造形粉体を圧縮したときの前記立体造形粉体の空隙率に対する圧縮前の前記立体造形粉体の空隙率の比率に、取得した前記指定距離が乗算された前記第１距離、及び、前記第１距離から前記指定距離が減算された前記第２距離を取得してもよい。この場合、立体造形装置は、圧縮された状態の立体造形粉体の厚さを、ユーザによって指定された指定距離とすることが容易に可能となる。
【００１１】
第１態様において、上側が開口する有底筒状の部材であって、前記ステージの前記第１平面を底面として有し、且つ、前記第１平面と交差する向きに延びる側面を有する第１収容部を備え、前記蓋部材の前記第２平面は、前記第１収容部の開口部よりも大きく、前記制御部は、前記蓋部材の前記第２平面が、前記第１収容部の前記開口部に上側から接触して覆った状態で、前記移動機構によって、前記第１収容部の前記側面に対して前記第１平面が上側に移動する向きに前記ステージを前記第２距離移動させさせてもよい。この場合、立体造形装置は、第１収容部の開口部と蓋部材の第２平面との正確な位置合わせをすることなく、立体造形粉体の圧縮時に第１収容部から立体造形粉体が上部方向に漏れることを抑制できる。
【００１２】
第１態様において、前記第１収容部は、前記側面のうち、平坦化された前記立体造形粉体が保持される前記第１平面よりも上側に、貫通する穴部を有し、前記穴部を介して前記第１収容部と連通する第２収容部を更に備えてもよい。この場合、立体造形装置は、立体造形粉体の圧縮時に第１収容部内の圧力が増大することを抑制できる。従って、立体造形装置は、第１収容部内の圧力が増大することによって圧縮時のステージの移動距離の精度が低下することを抑制できる。又、立体造形装置は、立体造形粉体の圧縮時に穴部から漏れ出た立体造形粉体を、第２収容部によって効率的に回収できる。
【００１３】
第１態様において、前記穴部を開閉可能な開閉部材を備え、前記制御部は、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる前に、前記開閉部材によって前記穴部を開放させ、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記開閉部材によって前記穴部を閉塞させてもよい。この場合、立体造形装置は、立体造形粉体の圧縮時以外の場合に、第１収容部から立体造形粉体が漏れ出ることを抑制できる。
【００１４】
本発明の第２態様に係る立体造形プログラムは、立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記立体造形粉体を供給する供給機構と、前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を、前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構とを備えた立体造形装置のコンピュータに、第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得させ、前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させるための立体造形プログラムであって、前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離であることを特徴とする。第２態様によれば、第１態様と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
本発明の第３態様に係る立体造形方法は、立体造形粉体を保持可能な第１平面を有するステージと、前記第１平面と平行に配置可能な第２平面を有する蓋部材と、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記立体造形粉体を供給する供給機構と、前記供給機構によって供給された前記立体造形粉体を前記ステージの前記第１平面上で平坦化する平坦化機構と、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させる硬化機構とを備えた立体造形装置における立体造形方法であって、第１距離、及び、前記第１距離よりも小さい第２距離を取得させ、前記平坦化機構によって、前記立体造形粉体を前記第１平面上で前記第１距離の厚さに平坦化させ、前記移動機構によって、前記第１距離の厚さに平坦化された前記立体造形粉体を挟んで前記第１平面と前記第２平面とを平行に対向配置させ、且つ、前記第１平面と前記第２平面とを積層方向に第２距離近づけるように、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させ、前記ステージ及び前記蓋部材の少なくとも一方を移動させた後、前記硬化機構によって、前記立体造形粉体の少なくとも一部を硬化させ、前記第１距離及び前記第２距離は、前記立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する距離であることを特徴とする。第３態様によれば、第１態様と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】立体造形装置１の外観斜視図である。
【図２】造形台６、粉体供給機構１４、蓋部材４１、及びヘッド２１の斜視図である。
【図３】立体造形装置１、及び、ＰＣ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】立体造形粉体８１を供給する工程を説明するための図である。
【図５】粉体層８２を形成させる工程を説明するための図である。
【図６】粉体層８２を圧縮させる工程を説明するための図である。
【図７】造形層８４を造形させる工程を説明するための図である。
【図８】粉体層の形成、及び造形層の造形のそれぞれの工程が繰り返される様子を説明するための図である。
【図９】立体造形物８５が造形された状態を説明するための図である。
【図１０】テーブル９３Ａを示す図である。
【図１１】データ作成処理のフローチャートである。
【図１２】立体造形処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１の左下側および右上側は、それぞれ、立体造形装置１の前側および後側である。図１の左右方向および上下方向は、それぞれ、立体造形装置１の左右方向および上下方向である。立体造形装置１の右方をＸ座標の正方向、後方をＹ座標の正方向、上方をＺ座標の正方向とする。
【００１８】
＜立体造形装置１の構成＞
図１、図２を参照して、立体造形装置１の構成について説明する。立体造形装置１は、立体造形データに従って、造形液を吐出するヘッド２１等を駆動することで、立体造形物を造形することができる。立体造形装置１は、ネットワーク等を介して、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１００から立体造形データを取得することができる。ＰＣ１００は、物体の三次元形状及び色を示す立体データに基づいて立体造形データを作成し、立体造形装置１に提供する。なお立体造形装置１は、立体データを他のデバイスから取得し、取得した立体データに基づいて立体造形データを作成してもよい。
【００１９】
図１に示すように、立体造形装置１は、土台２、造形台６、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、タンク２７、蓋部材４１、及び粉体回収機構１３を主に備える。土台２は、左右方向を長手方向とする矩形板状に形成されており、立体造形装置１の全体を支持する。土台２には、造形台６、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、タンク２７、蓋部材４１、及び、粉体回収機構１３を覆う箱状の筐体（図示外）が固定されている。造形台６は、第１収容部２５及び第２収容部５２（図２参照）を備える。立体造形物は、第１収容部２５の底面であるステージ９（図２参照）上で造形される。粉体供給機構１４は、造形台６の供給部１２（図２参照）上に立体造形粉体を供給する。平坦化ローラ１８は、供給部１２上に保持された立体造形粉体を、第１収容部２５へ移動させて平坦化し、立体造形粉体の層（以下、「粉体層」という。）をステージ９上に形成させる。ヘッド２１は、ステージ９上に形成された粉体層に造形液を吐出する。タンク２７は、ヘッド２１から吐出させる造形液を貯蔵する。蓋部材４１は、ステージ９上に形成された粉体層を圧縮するために使用される（詳細は後述する。）。粉体回収機構１３は、造形台６の後方に設けられた第２収容部５２（図２参照）に溜まった未硬化粉体を吸引する。以下、各構成について説明する。なお土台２は、立体造形装置１の筐体の一部（例えば下側）であってもよい。
【００２０】
図１に示すように、造形台６は、造形台６を支持する基部７と、基部７の上部に支持される枠部８とを備える。基部７の左右の各々には、前後方向に貫通する貫通穴（図示せず）が形成されている。土台２の略中央には、前後方向に延びる２本のレール３が設けられている。２本のレール３は、土台２の前側端部に設けられた支持部４と、後側端部に設けられた支持部（図示せず）とによって、土台２の上面から所定の高さで支持されている。２本のレール３のそれぞれは、基部７に形成された２つの貫通穴のそれぞれを貫通する。
【００２１】
土台２の後側端部には、造形台６を前後動させるための前後動モータ３０１（図３参照）が設けられる。前後動モータ３０１が駆動すると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力が造形台６に伝わり、造形台６は２本のレール３に沿って前後方向に移動する。なおステージ９は、造形台６の第１収容部２５の移動に連動して、前後方向に移動する。粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、及び、蓋部材４１は、造形台６及びステージ９に対して前後方向、且つ、ステージ９の上面と平行な方向に相対移動する。
【００２２】
なお、前後動モータ３０１は、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、及び蓋部材４１を移動させてもよい。立体造形装置１は、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、及び蓋部材４１を、造形台６及びステージ９に対して相対移動させてもよい。
【００２３】
図２に示すように、枠部８の形状は直方体である。枠部８には、上面が開放された平面視略矩形状の凹部を２つ備える。２つの凹部は前後方向に並ぶ。前方の凹部は第１収容部２５であり、後方の凹部は第２収容部５２である。第１収容部２５及び第２収容部５２の形状は略同一である。枠部８の前側の上端部からは、板状の供給部１２が前方へ水平に延びる。供給部１２の上面と枠部８の上面とは同一平面を形成する。供給部１２には、粉体供給機構１４によって供給される立体造形粉体が保持される。以下、枠部８及び供給部１２の上面に沿って延びる平面を、仮想平面２６（図４等参照）ともいう。
【００２４】
第１収容部２５は、有底筒状である。第１収容部２５は、開口部２５Ａ、４つの側面２５Ｂ、ステージ９、及び、穴部２５Ｃを有する。開口部２５Ａは、第１収容部２５の上側の開口である。開口部２５Ａの形状は、平面視にて前後方向に長い長方形である。
【００２５】
ステージ９は、上面（以下、「第１平面９Ａ」という。）が第１収容部２５の底面を構成する。ステージ９の第１平面９Ａの形状は、前後方向に長い長方形である。ステージ９の第１平面９Ａは、第１収容部２５内で水平に保たれている。ステージ９は、枠部８に対して昇降可能に保持される。ステージ９は、造形台６に設けられたステージ昇降モータ３０２（図３参照）の動力によって昇降する。ステージ９が最上位まで上昇した状態でのステージ９の第１平面９Ａは、仮想平面２６と同一平面に配置する。立体造形装置１は、第１収容部２５内でステージ９を徐々に下降させながら、立体造形物を造形する。４つ側面２５Ｂは、それぞれ、第１収容部２５の前側、後側、左側、及び、右側の内壁面である。４つの側面２５Ｂのそれぞれは、ステージ９の第１平面９Ａと直交する方向である垂直方向に延びる。ステージ９と側面２５Ｂとの間は隙間なく密着している。
【００２６】
穴部２５Ｃは、後側の側面２５Ｂのうち開口部２５Ａの下方近傍に設けられる。より詳細には、穴部２５Ｃは、後側の側面２５Ｂのうち、開口部２５Ａから、第１距離から第２距離を減算した値よりも小さい長さ分下側の位置に設けられる。穴部２５Ｃは、後側の側面２５Ｂから後方に延びて枠部８を貫通し、後述する第２収容部５２に連通する。
【００２７】
第２収容部５２は、有底筒状である。第２収容部５２は、開口部５２Ａ、４つの側面５２Ｂ、及び、開閉部材５２Ｃ（図４参照）を有する。開口部５２Ａは、第２収容部５２の上側の開口である。開口部５２Ａの形状は、平面視にて前後方向に長い長方形であり、第１収容部２５の開口部２５Ａと略同一の形状である。４つの側面５２Ｂは、それぞれ、第２収容部５２の前側、後側、左側、及び、右側の内壁面である。前側の側面５２Ｂに、第１収容部２５から延びる穴部２５Ｃが連通する。
【００２８】
開閉部材５２Ｃは、前側の側面５２Ｂに設けられる。開閉部材５２Ｃは円形板状の部材である。開閉部材５２Ｃの直径は、穴部２５Ｃの直径よりも大きい。開閉部材５２Ｃは、前側の側面５２Ｂに沿って昇降可能である。開閉部材５２Ｃは、造形台６に設けられた開閉部材昇降モータ３０７（図３参照）の動力によって昇降する。開閉部材５２Ｃが最下位に移動した状態で、開閉部材５２Ｃは穴部２５Ｃを覆わない。開閉部材５２Ｃが最上位に移動した状態で、開閉部材５２Ｃは穴部２５Ｃを覆う。開閉部材５２Ｃは、穴部２５Ｃを開閉できる。第２収容部５２には、粉体層を形成する際に平坦化ローラ１８によって集積された余剰粉体、及び、穴部２５Ｃを介して第１収容部２５から流出した立体造形粉体が落下する。
【００２９】
枠部８の後側面には、第２収容部５２から立体造形粉体を粉体回収機構１３（図１参照）に導くための回収路１０が接続されている。
【００３０】
土台２（図１参照）から上方に延びる支持枠６１、６２が設けられる。支持枠６１は造形台６の右側に設けられ、支持枠６２は造形台６の左側に設けられる。支持枠６１は、土台２の上面から上方鉛直方向に延びる、前後方向に並んだ２本の棒状の立設部６１１、６１２と、立設部６１１、６１２の上端の間に設けられた棒状の架設部６１３とを備える。支持枠６２は、土台２の上面から上方鉛直方向に延びる、前後方向に並んだ２本の棒状の立設部６２１、６２２と、２本の立設部の上端間に設けられた棒状の架設部６２３とを備える。
【００３１】
粉体供給機構１４は、貯留部１５、及び粉体供給ローラ１６を備える。貯留部１５の上部は、上方へ向けて徐々に前後方向の幅が広がる箱状に形成されており、内部に立体造形粉体を貯留する。貯留部１５の下部は開口となっており、貯留部１５内の立体造形粉体は開口から落下する。粉体供給ローラ１６は、貯留部１５の下部の開口よりもやや上方に回転可能に設けられている。貯留部１５と粉体供給ローラ１６の間には隙間が無いため、立体造形粉体が隙間から下方へ落下することは無い。粉体供給ローラ１６の回転軸は左右方向に延びており、貯留部１５の右端及び左端において回転可能に支持されている。粉体供給ローラ１６の外周面には、左右方向に長く、且つ回転軸に向かって凹んだ凹部１７が設けられている。凹部１７には、貯留部１５に貯留された立体造形粉体が溜まる。従って、粉体供給モータ３０４（図３参照）の動力によって粉体供給ローラ１６が回転すると、凹部１７に溜まった立体造形粉体が下方へ落下する。
【００３２】
粉体供給機構１４の貯留部１５は、支持枠６１の立設部６１１、及び、支持枠６２の立設部６２１によって、左右両側から挟み支持される。なお上記のように、土台２には立体造形装置１の筐体（図示外）が固定されている。従って、支持枠６１、６２によって固定される粉体供給機構１４は、立体造形装置１の筐体に対して固定的な位置に配置される。
【００３３】
平坦化ローラ１８は、造形台６の供給部１２に供給された立体造形粉体を、第１収容部２５内のステージ９に移動させて平坦化し、粉体層を形成する。平坦化ローラ１８の回転軸１９は、ステージ９の上面に沿って延びる仮想平面２６（図４等参照）に平行な状態（つまり、水平な状態）で、造形台６の移動方向（前後方向）と交差する方向（左右方向）に延びる。平坦化ローラ１８は、仮想平面２６に上側から接する。回転軸１９は、粉体回収機構１３（図１参照）に配置された平坦化ローラ回転モータ３０３（図３参照）に接続されている。平坦化ローラ回転モータ３０３が駆動されると、平坦化ローラ１８は、図２に示す矢印方向（右側面視反時計回りの方向）に回転する。立体造形装置１は、粉体層を形成する場合、平坦化ローラ１８を回転させながら造形台６を後方から前方へ移動させる。その結果、立体造形粉体は、ステージ９（図１参照）の第１平面９Ａ上で平坦化される。平坦化ローラ１８の後側に集積された余剰粉体は、第２収容部５２に落下する。
【００３４】
粉体供給機構１４の貯留部１５の前側には、板状のブレード２０が固定されている。ブレード２０は、貯留部１５の前側の壁面から前方斜め下方へ延び、平坦化ローラ１８の後側に隙間無く接触している。平坦化ローラ１８に付着した立体造形粉体は、ブレード２０によって除去される。
【００３５】
蓋部材４１は、直方体状の部材である。蓋部材４１の下面（以下、「第２平面４１Ａ」という。）は水平に保たれている。第２平面４１Ａの前後方向及び左右方向の長さは、第１収容部２５の開口部２５Ａの前後方向及び左右方向の長さよりも僅かに長い。蓋部材４１は、支持枠６１の立設部６１２、及び、支持枠６２の立設部６２２によって、左右両側から挟み支持される。蓋部材４１の右側面に、右方に突出する突出部４１１が設けられる。突出部４１１は、立設部６１２の内側面に設けられた上下方向に延びる溝（図示外）に嵌合する。突出部４１１は、該溝に沿って上下方向に移動可能である。蓋部材４１の左側面に、左方に突出する突出部（図示外）が設けられる。該突出部は、立設部６２２に設けられた溝６２４に嵌合する。該突出部は、溝６２４に沿って上下方向に移動可能である。蓋部材４１は、立体造形装置１の左胴部４０Ａ（図１参照）に設けられた蓋部材昇降モータ３０５（図３参照）の動力によって上下動する。蓋部材昇降モータ３０５が駆動されると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力が突出部４１１に伝わり、蓋部材４１は上下方向に移動する。
【００３６】
蓋部材４１が最下位に移動した状態で、蓋部材４１の第２平面４１Ａは仮想平面２６に接する。一方、蓋部材４１が最上位に移動した状態で、蓋部材４１の第２平面４１Ａは仮想平面２６から離隔する。なお前述したように、土台２には立体造形装置１の筐体（図示外）が固定されている。従って、支持枠６１、６２によって保持される蓋部材４１の前後方向の位置は、立体造形装置１の筐体に対して固定的になる。
【００３７】
図１に示すように、ヘッド２１は、立体造形粉体を固化するための造形液を下方に吐出する。立体造形装置１は、無色のクリア造形液と、着色されたカラー造形液とをヘッド２１から吐出する。造形台６の上方、且つ平坦化ローラ１８の前方には、ヘッド２１の左右方向の移動を案内するためのガイドレール２３が設けられている。ガイドレール２３は、立体造形装置１の左胴部４０Ａの右側面から右方へ真っ直ぐに水平に延び、粉体回収機構１３の左側面に接続される。ガイドレール２３は、ヘッド２１を左右方向に貫通しており、ヘッド２１はガイドレール２３に沿って左右方向に移動できる。立体造形装置１の左胴部４０Ａには、ヘッド２１を移動させるためのヘッド移動モータ３０６（図３参照）が設けられている。ヘッド移動モータ３０６が駆動されると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力がヘッド２１に伝わり、ヘッド２１が左右方向に移動する。
【００３８】
図１に示すように、タンク２７は造形液を貯蔵する。タンク２７は、複数のチューブからなる接続管２９によってヘッド２１に接続されており、接続管２９を通じてヘッド２１に造形液を供給する。
【００３９】
粉体回収機構１３は、造形台６と右胴部４０Ｂの間に配置される。粉体回収機構１３は、第２収容部５２内の立体造形粉体を吸引するためのポンプ（図示せず）を備える。また、右胴部４０Ｂの前側には、作業者からの操作入力を受け付けるための操作パネル３３が設けられている。
【００４０】
＜電気的構成＞
図３を参照して、立体造形装置１の電気的構成について説明する。立体造形装置１は、立体造形装置１の制御を司るＣＰＵ３０を備える。ＣＰＵ３０には、ＲＡＭ３１、ＲＯＭ３２、操作パネル３３、外部通信Ｉ／Ｆ３４、モータ駆動部３５、及びヘッド駆動部３６が、バス３９を介して接続されている。ＲＡＭ３１には、ＰＣ１００から受信した立体造形データ等の各種データが一時的に記憶される。ＲＯＭ３２には、立体造形装置１の動作を制御するためのプログラムが記憶されている。又、ＲＯＭ３２には、後述するテーブル９３Ａ（図１０参照）が記憶される。外部通信Ｉ／Ｆ３４は、立体造形装置１をＰＣ１００等の外部機器に接続する。なお、立体造形装置１は、ＵＳＢインタフェース、インターネット等を介して、他のデバイス（例えば、ＵＳＢメモリ、サーバ等）からデータを取得することも可能である。モータ駆動部３５は、前後動モータ３０１、ステージ昇降モータ３０２、平坦化ローラ回転モータ３０３、粉体供給モータ３０４、蓋部材昇降モータ３０５、ヘッド移動モータ３０６、及び、開閉部材昇降モータ３０７の各々の動作を制御する。ヘッド駆動部３６はヘッド２１に接続しており、ヘッド２１の各吐出チャンネルに設けられた圧電素子を駆動する。
【００４１】
ＰＣ１００の電気的構成について説明する。ＰＣ１００は、ＰＣ１００の制御を司るＣＰＵ９０を備える。ＣＰＵ９０には、ＲＡＭ９１、ＲＯＭ９２、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）９３、表示制御部９４、操作処理部９５、ドライブ装置９６、及び、外部通信Ｉ／Ｆ９７が、バス９９を介して接続されている。ＲＡＭ９１は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ９２には、ＣＰＵ９０が実行するＢＩＯＳ等のプログラムが記憶されている。ＨＤＤ９３は不揮発性の記憶装置であり、ＰＣ１００の動作を制御するためのプログラムが記憶される。表示制御部９４は、モニタ９０１の表示を制御する。操作処理部９５は、作業者が操作入力を行うためのキーボード９０２及びマウス９０３に接続し、操作入力を検知する。ドライブ装置９６には、記憶媒体９６Ａが挿入される。記憶媒体９６Ａに記憶されているデータは、ドライブ装置９６によって読み出される。ＰＣ１００は、記憶媒体９６Ａおよびインターネット等を介して、プログラムを取得し、ＨＤＤ９３に記憶する。外部通信Ｉ／Ｆ９７は、ＰＣ１００を立体造形装置１等の外部機器に接続する。
図４から図９を参照し、立体造形装置１のＣＰＵ３０によって実行される立体造形処理について説明する。立体造形処理は、操作パネル３３を介して立体造形物の造形を開始する指示が入力された場合に、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０が読み出して実行することによって、開始される。
【００４２】
＜立体造形処理の概要＞
図４から図９を参照し、立体造形装置１による立体造形物の造形処理の概要について説明する。図４に示すように、粉体供給機構１４の下側に供給部１２が配置した状態となるまで、造形台６が前後方向に移動する。蓋部材４１は最上位に移動し（矢印１０１）、第２平面４１Ａは仮想平面２６から離隔する。開閉部材５２Ｃは最上位に移動し（矢印１０２）、穴部２５Ｃは開閉部材５２Ｃによって閉塞する。ステージ９は、仮想平面２６と同一平面に第１平面９Ａが配置する位置から、後述するテーブル９３Ａ（図１０参照）に記憶された第１距離Ｌ１分仮想平面２６よりも低い位置に移動する（矢印１０３）。粉体供給機構１４は、供給部１２に対して立体造形粉体を供給し（矢印１０４）、立体造形粉体８１が供給部１２上に保持される。
【００４３】
次に、図５に示すように、造形台６は後方から前方に移動する（矢印１１１）。平坦化ローラ１８は、供給部１２上の立体造形粉体８１を、第１収容部２５に移動させる。立体造形粉体８１は、ステージ９の第１平面９Ａ上に保持される。平坦化ローラ１８は、ステージ９の第１平面９Ａ上で立体造形粉体８１を平坦化する。ステージ９の第１平面９Ａ上に粉体層８２が形成される。粉体層８２の厚さは、仮想平面２６とステージ９の第１平面９Ａとの間の距離である第１距離Ｌ１に等しくなる。なお、穴部２５Ｃは開閉部材５２Ｃによって閉塞されている。従って、ステージ９の第１平面９Ａ上の粉体層８２を構成する立体造形粉体は、穴部２５Ｃを通って第１収容部２５から第２収容部５２に流出しない。
【００４４】
平坦化ローラ１８は、第１収容部２５内に入りきらなかった立体造形粉体（余剰粉体）を、第２収容部５２に向けて移動させ、第２収容部５２内に落下させる。
【００４５】
次に、図６に示すように、造形台６は、第１収容部２５が蓋部材４１の下方に配置する状態となるまで前方から後方に移動する（矢印１２１）。蓋部材４１は最下位に移動する（矢印１２２）。第２平面４１Ａは、仮想平面２６と同一平面上に配置する。なお、蓋部材４１の第２平面４１Ａは、第１収容部２５の開口部２５Ａよりも大きい。このため、蓋部材４１の第２平面４１Ａの周縁部は造形台６に上側から接触し、第１収容部２５の開口部２５Ａを上側から覆う。次に、開閉部材５２Ｃは最下位に移動し（矢印１２３）、穴部２５Ｃは開放する。
【００４６】
次に、ステージ９は、後述するテーブル９３Ａ（図１０参照）に記憶された第２距離Ｌ２分上側に移動する（矢印１２４）。ステージ９の第１平面９Ａ上の粉体層８２は、蓋部材４１の第２平面４１Ａと第１平面９Ａとの間に挟まれ、圧縮される。なお、この状態で、穴部２５Ｃは、ステージ９の第１平面９Ａよりも上側に配置される。粉体層８２の一部を構成する立体造形粉体、及び、粉体層８２に含まれる空気は、圧縮されることによって、開放された状態の穴部２５Ｃを通って第２収容部５２に流出する。
【００４７】
次に、図７に示すように、開閉部材５２Ｃは最上位に移動し（矢印１３１）、穴部２５Ｃは開閉部材５２Ｃによって閉塞する。蓋部材４１は最上位に移動し（矢印１３２）、第２平面４１Ａは仮想平面２６から離隔する。造形台６は、第１収容部２５の前端部がヘッド２１の下方に配置する状態となるまで、後方から前方に移動する（矢印１３３）。ヘッド２１は、第１収容部２５の前端部右側の上方に配置する状態となるまで右側に移動する。ヘッド２１から造形液が吐出される（矢印１３４）。ヘッド２１は左右方向に繰り返し移動し、同時に、造形台６は前方に少しずつ移動する。粉体層のうち、造形液が吐出された部位では、立体造形粉体に含まれる接着剤が溶解し、溶解した接着剤同士が結合する。結果、立体造形物の一部を含む層（以下、「造形層８４」という。）が形成される。
【００４８】
一層分の造形層８４の造形が完了した場合、図８に示すように、ステージ９は、後述するテーブル９３Ａ（図１０参照）に記憶された第１距離Ｌ１分低い位置に移動する（矢印１４１）。以降、立体造形粉体８１の供給（矢印１０４、図４参照）、粉体層８２の形成（矢印１１１、図５参照）、ステージ９を上方に第２距離Ｌ２分移動させることによる粉体層８２の圧縮（矢印１２２、１２３、１２４、図６参照）、ヘッド２１からの造形液の吐出（矢印１３４、図７参照）、及び、ステージ９を下方に第１距離Ｌ１分移動させること（矢印１４２、１４３・・・、図８参照）が繰り返される。最終的に、図９に示すように、ステージ９の第１平面９Ａ上に立体造形物８５が造形される。
【００４９】
＜テーブル９３Ａ＞
図１０を参照し、ＰＣ１００のＨＤＤ９３に記憶されたテーブル９３Ａについて説明する。テーブル９３Ａは、立体造形粉体の種類、指定層厚、第１距離Ｌ１、及び、第２距離Ｌ２が対応付けられている。種類は、立体造形処理に使用される立体造形粉体の種類を示す。指定層厚は、ユーザによって指定される粉体層の厚さを示す。ＰＣ１００のＣＰＵ９０は、種類及び指定層厚を指定する入力操作をユーザが実行したことに応じ、指定された種類及び指定層厚に対応する第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を、テーブル９３Ａを参照して特定する。
【００５０】
なお、テーブル９３Ａの第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２は、次のようにして決定される。粉体の圧縮前の空隙率ε１と、所定条件で圧縮した後の空隙率ε２が算出される。なお、粉体層のかさ密度をρｂ（ｋｇ／ｍ３）、粉体層の粒子密度をρｐ（ｋｇ／ｍ３）、充填された粉体質量をＭ（ｋｇ）、粉体層のかさ体積をＶ（ｍ３）と表記した場合、空隙率εは次の式（１）によって算出される。
ε＝１−（ρｂ／ρｐ）＝１−（Ｍ／ρｐ・Ｖ）・・・（１）
具体的には次の通りである。
【００５１】
まず、圧縮前の空隙率ε１の算出方法について説明する。内径約２２ｍｍ、高さ約４２ｍｍ、内部体積約２０ｍｌの、コップ状の有底の円柱容器に、粉体が溢れるまで入れられる。その後、容器の口よりも上方にある余分な粉体が、スキージによって除去される。そして、容器内の粉体重量Ｍが測定され、式（１）により空隙率ε１が計算される。
【００５２】
次に、圧縮後の空隙率ε２の算出方法について説明する。圧縮前の場合と同様の円柱容器に、粉体が溢れるまで入れられる。その後、粉体の上から約１．６ｋｇの重りを載せられる。重りが取り除かれた後、容器の口よりも上方にある余分な粉体が、スキージによって除去される。そして、容器内の粉体重量Ｍが測定され、式（１）により空隙率ε２が計算される。
【００５３】
又、空隙率ε１、ε２の立体造形粉体を用いて造形された立体造形物の造形物強度Ｋが、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１に準拠した方法によって測定される。なお、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１では、指定の寸法の試験片の３点曲げ試験が実行される。試験片の長さをｌ［ｍｍ］、試験片の幅をｂ［ｍｍ］、試験片の厚さをｈ［ｍｍ］、支点間距離をＬ［mm］、試験片が破壊する直前にかかった荷重をｗ［Ｎ］と表記した場合、曲げ強度σ［ＭＰａ］は次の式によって算出される。
σ＝（ｗＬ／４）／（ｂｈ＾３／１２）×ｈ／２
今回の場合、ｌ、ｂ、ｈ、Ｌの長さは、それぞれ、ｌ＝８０［ｍｍ］、ｂ＝１０［ｍｍ］、ｈ＝４［ｍｍ］、Ｌ＝６０［ｍｍ］とされた。
【００５４】
次に、算出された空隙率ε１、ε２に基づき、空隙率ε２に対する空隙率ε１の比率ｒが、次の式（２）によって算出される。
ｒ＝ε１／ε２・・・（２）
【００５５】
次に、所定の層厚Ｄ（８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ）に、算出された比率ｒが乗算され、第１距離Ｌ１（μｍ）が算出される（式（３））。又、算出された第１距離Ｌ１から、対応する所定の層厚Ｄが減算され、第２距離Ｌ２（μｍ）が算出される（式（４））。
Ｌ１＝Ｄ×ｒ  ・・・（３）
Ｌ２＝Ｌ１−Ｄ  ・・・（４）
なお、上記の式（３）（４）から、次の式（５）が導き出される。
ｒ＝ε１／ε２＝Ｌ１／（Ｌ１−Ｌ２）・・・（５）
【００５６】
なお、図４から図９を参照して説明したように、立体造形装置１は、層厚が第１距離Ｌ１の粉体層をステージ９の第１平面９Ａ上に形成させた後、ステージ９の第１平面９Ａと、蓋部材４１の第２平面４１Ａとを第２距離Ｌ２分近接させることによって、粉体層を圧縮する。従って、この場合の粉体層の圧縮比は、Ｌ１／（Ｌ１−Ｌ２）であることになる。ここで、式（５）で示されているように、Ｌ１／（Ｌ１−Ｌ２）はε１／ε２と等しい。つまり、テーブル９３Ａには、空隙率ε１、ε２の比率ｒ（＝ε１／ε２）と同じ圧縮比で粉体層を圧縮するための第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２が、粉体の種類毎に格納されていることになる。なお、立体造形粉体の空隙率ε１を空隙率ε２とするために立体造形粉体を圧縮するときの所定条件は、粉体の種類に関わらず同一である。このため、立体造形装置１は、テーブル９３Ａに格納された第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２に基づいて粉体層を圧縮することによって、立体造形粉体の種類が異なる場合でも、同じ条件で立体造形粉体を圧縮することができる。
【００５７】
又、第１距離Ｌ１から第２距離Ｌ２を減算した値は、所定の層厚Ｄになる（式（４）参照）。このため、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を用いて粉体層を圧縮することによって、圧縮後の粉体層の厚さを所望する層厚Ｄとすることができる。
【００５８】
例えば、粉体Ａの場合、空隙率ε１、ε２の測定値は、それぞれ、５３％、４７％であり、空隙率ε１、ε２の粉体Ａを用いて造形された立体造形物の造形物強度は、それぞれ、４．３ＭＰａ、４．４ＭＰａである。この場合、空隙率ε１、ε２の比率ｒは約１．１２７となる。従って、第１距離Ｌ１は、Ｄが８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍのそれぞれの場合に、約９０μｍ、約１１３μｍ、約１３５μｍとなる。又、第２距離Ｌ２は、Ｄが８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍのそれぞれの場合に、約１０μｍ、約１３μｍ、約１５μｍとなる。又、粉体Ｂの場合、空隙率ε１、ε２の測定値は、それぞれ、４７％、４４％であり、空隙率ε１、ε２のそれぞれの粉体Ｂを用いて造形された立体造形物の造形物強度は、それぞれ、１．７ＭＰａ、３．１ＭＰａである。この場合、空隙率ε１、ε２の比率ｒは約１．０６８となる。従って、第１距離Ｌ１は、Ｄが８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍのそれぞれの場合に、約８５μｍ、約１０７μｍ、約１２８μｍとなる。又、第２距離Ｌ２は、Ｄが８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍのそれぞれの場合に、約５μｍ、約７μｍ、約８μｍとなる。
【００５９】
＜データ作成処理＞
図１１を参照し、ＰＣ１００のＣＰＵ９０によって実行されるデータ作成処理を説明する。ＣＰＵ９０は、立体造形装置１に立体造形処理（図１２参照）を実行させるためのアプリケーションを起動する入力操作を、キーボード９０２を介して検出した場合、ＨＤＤ９３に記憶されたプログラムを実行することによってデータ作成処理を開始する。
【００６０】
ＣＰＵ９０は、種類及び層厚の入力操作を、キーボード９０２を介して検出した場合、入力された種類及び層厚を取得する（Ｓ１１）。なお、入力される種類は、立体造形装置１によって使用される立体造形粉体の種類を示す。入力される層厚は、立体造形装置１における立体造形処理の過程で形成される、圧縮後の粉体層の厚さを示す。ＣＰＵ９０は、テーブル９３Ａ（図１０参照）のうち、取得した種類及び層厚に対応する第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を取得する（Ｓ１３）。
【００６１】
ＣＰＵ９０は、以下のようにして造形データを作成する（Ｓ１５）。造形データは、立体造形装置１が立体造形処理を実行して立体造形物を造形するために必要なデータである。はじめに、ＣＰＵ９０は、物体の３次元形状及び色を特定することが可能なＣＡＤデータ（立体データ）を、ＨＤＤ９３から読み出す。次にＣＰＵ９０は、立体データによって特定される３次元形状を、Ｎ個の面（Ｎは２以上の任意の整数）によって分断し、それぞれの断面の領域を特定する。
【００６２】
なお、Ｎ個の面のそれぞれは、３次元形状に対して規定される３軸方向のうち特定の１軸方向に対して直交する。３次元形状と３軸方向との関係は、３次元形状に対応する立体造形物が立体造形装置１によって造形された場合における、ステージ９の第１平面９Ａ上の立体造形物と、立体造形装置１のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向（積層方向）との関係に対応する。特定の１軸方向は、立体造形装置１のＺ方向（積層方向）に対応する。以下、３次元形状に対して規定される、立体造形装置１のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向（積層方向）に対応する３軸方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向と言い換える。Ｎ個の面は、特定の１軸方向に等間隔に並んで配置される。Ｎ個の面のそれぞれの間隔は、立体データによって特定される３次元形状のＺ方向（積層方向）の長さ（高さ）に対応し、Ｓ１１の処理によって取得した層厚と一致する。以下、特定されるそれぞれの断面の領域を、「断面領域」という。
【００６３】
ＣＰＵ９０は、特定したＮ個の断面領域のそれぞれに基づいて、粉体層に対してヘッド２１から造形液を吐出する領域を決定する。以下、粉体層のうちヘッド２１から造形液を吐出する領域を、「吐出領域」という。ｎ番目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）の面で分断された場合の断面領域に基づいて決定される吐出領域を、「第ｎ層の吐出領域」という。第ｎ層の吐出領域は、第ｎ層の粉体層に造形液が吐出される領域に対応する。ＣＰＵ９０は、吐出領域に造形液を吐出することが可能なヘッド２１の位置を示す複数の位置情報を、層毎に特定する。ＣＰＵ９０は、複数の位置情報によって特定される位置に配置されたヘッド２１から造形液を吐出させて各層の造形層を形成させることが可能な立体造形データを作成する。
【００６４】
ＣＰＵ９０は、Ｓ１３の処理によって取得した第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２と、Ｓ１５の処理によって作成した立体造形データとを、外部通信Ｉ／Ｆ９７を介して立体造形装置１に送信する（Ｓ１７）。ＣＰＵ９０は、データ作成処理を終了させる。
＜立体造形処理＞
【００６５】
図１２を参照し、立体造形装置１のＣＰＵ３０によって実行される立体造形処理について説明する。ＣＰＵ３０は、電源投入後、ＰＣ１００から送信された第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２、及び、立体造形データを、外部通信Ｉ／Ｆ３４を介して受信した場合、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムを実行することによって立体造形処理を開始する。なお、ＣＰＵ３０は、電源投入直後、次に示す初期化処理を実行する。ＣＰＵ３０は、ステージ昇降モータ３０２を駆動し、ステージ９を最上位に移動させる。ＣＰＵ３０は、前後動モータ３０１を駆動し、粉体供給機構１４の下側に供給部１２が配置する状態となるまで造形台６を前後方向に移動させる。ＣＰＵ３０は、蓋部材昇降モータ３０５を駆動し、蓋部材４１を最上位に移動させる。ＣＰＵ３０は、開閉部材昇降モータ３０７を駆動し、開閉部材５２Ｃを最上位に移動させる。初期化処理は、図４の矢印１０１、１０２等で示される動作に対応する。
【００６６】
立体造形処理が開始された場合、ＣＰＵ３０は、外部通信Ｉ／Ｆ３４を介して受信した第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２、及び、造形データを取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ３０は、立体造形データのうち最小のＺ座標の値を、Ｚ座標の座標位置に設定する。ＣＰＵ３０は、設定した座標位置Ｚにおける立体造形データを読み出す。ＣＰＵ３０は、ステージ昇降モータ３０２を駆動し、ステージ９の第１平面９Ａが仮想平面２６と同一平面に配置する位置から、第１距離Ｌ１分仮想平面２６よりも低い位置となるまで、ステージ９を下方に移動させる（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理は、図４の矢印１０３で示される動作に対応する。
【００６７】
ＣＰＵ３０は、平坦化処理を行う（Ｓ２３）。詳細には次の通りである。ＣＰＵ３０は、粉体供給モータ３０４を駆動し、供給部１２に対して立体造形粉体を供給する。ＣＰＵ３０は、平坦化ローラ回転モータ３０３を駆動して平坦化ローラ１８の回転を開始する。同時に、ＣＰＵ３０は、前後動モータ３０１を駆動し、造形台６を後方から前方に移動させる。ステージ９の第１平面９Ａ上に粉体層８２が形成される。粉体層８２の層厚は、仮想平面２６とステージ９の第１平面９Ａとの間の距離である第１距離Ｌ１に等しくなる。Ｓ２３の処理は、図４の矢印１０４、及び、図５の矢印１１１で示される動作に対応する。
【００６８】
ＣＰＵ３０は、前後動モータ３０１を駆動し、第１収容部２５が蓋部材４１の下方に配置する状態となるまで、造形台６を前方から後方に移動させる。ＣＰＵ３０は、蓋部材昇降モータ３０５を駆動し、蓋部材４１を最下位に移動させる（Ｓ２５）。蓋部材４１の第２平面４１Ａは仮想平面２６と同一平面上に配置され、第１収容部２５の開口部２５Ａを上側から覆う。ＣＰＵ３０は、開閉部材昇降モータ３０７を駆動し、開閉部材５２Ｃを最下位に移動させる（Ｓ２７）。穴部２５Ｃは開放する。Ｓ２５の処理は、図６の矢印１２２で示される動作に対応する。Ｓ２７の処理は、図６の矢印１２３で示される動作に対応する。
【００６９】
ＣＰＵ３０は、ステージ昇降モータ３０２を駆動し、ステージ９を第２距離Ｌ２分上側に移動させる（Ｓ２９）。ステージ９の第１平面９Ａ上の粉体層８２は、蓋部材４１の第２平面４１Ａと第１平面９Ａとの間に挟まれ、圧縮される。又、粉体層８２の一部を構成する立体造形粉体、及び、粉体層８２に含まれる空気は、穴部２５Ｃを通って第２収容部５２に流出する。Ｓ２９の処理は、図６の矢印１２４で示される動作に対応する。
【００７０】
ＣＰＵ３０は、開閉部材昇降モータ３０７を駆動し、開閉部材５２Ｃを最上位に移動させる（Ｓ３１）。穴部２５Ｃは閉塞される。ＣＰＵ３０は、蓋部材昇降モータ３０５を駆動し、蓋部材４１を最上位に移動させる（Ｓ３３）。ＣＰＵ３０は、前後動モータ３０１を駆動し、第１収容部２５の前端部がヘッド２１の下方に配置する状態となるまで、造形台６を後方から前方に移動させる。ＣＰＵ３０は、ヘッド移動モータ３０６を駆動し、第１収容部２５の前端部右側の上方にヘッド２１が配置する状態となるまで、ヘッド２１を右側に移動させる。ＣＰＵ３０は、設定された座標位置Ｚにおける立体造形データに応じて、ヘッド２１移動させながら造形液の吐出制御を実行し、同時に、造形台６の移動制御を実行する（Ｓ３５）。Ｓ３１の処理は、図７の矢印１３１で示される動作に対応する。Ｓ３３の処理は、図７の矢印１３２で示される動作に対応する。Ｓ３５の処理は、図７の矢印１３３、１３４で示される動作に対応する。
【００７１】
ＣＰＵ３０は、立体造形物８５の造形が完了したか否かを判断する（Ｓ３７）。ＣＰＵ３０は、完了していないと判断した場合（Ｓ３７：ＮＯ）、ステージ昇降モータ３０２を駆動し、ステージ９の第１平面９Ａが第１距離Ｌ１分低い位置となるまで、ステージ９を下方に移動させる（Ｓ３９）。ＣＰＵ３０は、次の層（前回処理した層の１つ上の層）のＺ座標の値に座標位置を変更する。ＣＰＵ３０は処理をＳ２３に戻し、平坦化処理を繰り返す。Ｓ３９の処理は、図８の矢印１４１、１４２、１４３で示される動作に対応する。ＣＰＵ３０は、立体造形物８５の造形が完了したと判断した場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、立体造形処理を終了させる。
【００７２】
＜本実施形態の主たる効果＞
以上説明したように、立体造形装置１のＣＰＵ３０は、ステージ９の第１平面９Ａ上に立体造形粉体を供給し、第１距離Ｌ１の厚さに平坦化して粉体層を形成させる（Ｓ２３）。ＣＰＵ３０は、平坦化の後、蓋部材４１の第２平面４１Ａによって第１収容部２５の開口部２５Ａを覆った状態で、ステージ９を上方に第２距離移動させる（Ｓ２９）。このように、ＣＰＵ３０は、ステージ９の第１平面９Ａと、蓋部材４１の第２平面４１Ａとの間の上下方向の距離を、第２距離分近づけることによって、第１平面９Ａと第２平面４１Ａとの間に粉体層を挟み、粉体層を圧縮する。ＣＰＵ３０は、圧縮された粉体層に対して造形液を吐出させて硬化させ（Ｓ３５）、立体造形物を造形する。圧縮された状態の粉体層から造形された立体造形物の強度は、圧縮されない状態の粉体層から造形された立体造形物の強度と比べて高くなる。
【００７３】
上記において、ＣＰＵ３０は、ユーザによって指定された層厚と、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との差分とを一致させる。このため、ＣＰＵ３０は、圧縮された粉体層の層厚を、ユーザによって指定された層厚とすることができる。又、ＣＰＵ３０は、ＰＣ１００から受信された第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２に基づいて特定される圧縮比「Ｌ１／（Ｌ１―Ｌ２）」で、粉体層を圧縮する。ここで、テーブル９３Ａに格納される第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２は、立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率に対応する。具体的には、Ｌ１／（Ｌ１―Ｌ２）で示される上記の圧縮比は、立体造形粉体の種類毎に異なる空隙率ε１、ε２に基づき、圧縮前の立体造形粉体の空隙率ε１と、所定条件で立体造形粉体を圧縮したときの空隙率ε２との比率ｒ（＝ε１／ε２）に等しい。このため、ＣＰＵ３０は、空隙率の比率ｒと同じ圧縮率で粉体層を圧縮できるので、立体造形粉体の種類が異なっていても、空隙率の変化の割合が同一となるように粉体層を圧縮できる。なお、立体造形粉体の空隙率が大きい場合、立体造形粉体の粒子と粒子の間の隙間が多い状態を示す。一方、粉体層が圧縮されて空隙率が下がることによって、粒子と粒子の間の隙間は少なくなる。粒子間の隙間が少なくなった場合、粒子と粒子との接触面積が増え、立体造形物の強度を向上させることができる。従って、ＣＰＵ３０は、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２に基づいてステージ９上に十分な強度で立体造形物を造形できる粉体層を、立体造形粉体の種類に関わらず形成させることができる。このため、ＣＰＵ３０は、強度が十分で且つ寸法精度が良好な立体造形物を、立体造形粉体の種類に関わらず造形できる。
【００７４】
ＰＣ１００のＣＰＵ９０は、キーボード９０２を介して種類及び層厚を取得する（Ｓ１１）。ＣＰＵ９０は、ＨＤＤ９３に記憶されたテーブル９３Ａを参照し、取得した種類及び層厚に対応する第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を取得する（Ｓ１３）。ＣＰＵ９０は、取得した第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を、立体造形装置１に送信する（Ｓ１７）。立体造形装置１のＣＰＵ３０は、ＰＣ１００から送信された第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２に基づいて、ステージ９の移動を制御する（Ｓ２２、Ｓ２９、Ｓ３９）。ここで上記のように、テーブル９３Ａには、空隙率ε１、ε２の比率ｒと等しい圧縮比で粉体層を圧縮できる第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２が格納されている。このため、ＣＰＵ３０は、立体造形粉体の空隙率ε１、ε２に応じた第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を、テーブル９３Ａに格納された第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２に基づいて容易に取得できる。
【００７５】
ＰＣ１００のＣＰＵ９０は、キーボード９０２を介して取得した層厚と、第１距離Ｌ１から第２距離Ｌ２を減算した値とが一致するように、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を特定する。又、上記のように、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２は、圧縮前の立体造形粉体の空隙率ε１と、所定条件で立体造形粉体を圧縮したときの空隙率ε２との比率ｒ（＝ε１／ε２）と同じ圧縮比Ｌ１／（Ｌ１―Ｌ２）となるように定められる。このため、立体造形装置１のＣＰＵ３０は、圧縮後の粉体層の層厚が、ユーザによって入力された層厚と一致するように、粉体層を圧縮できる。
【００７６】
立体造形装置１のＣＰＵ３０は、蓋部材４１を最下位に移動させ、第１収容部２５の開口部２５Ａを第２平面４１Ａで覆う（Ｓ２５）。この状態で、ＣＰＵ３０は、ステージ９を第２距離Ｌ２分上昇させ、第１平面９Ａと第２平面４１Ａとで粉体層を上下方向から挟み圧縮する（Ｓ２９）。ここで、開口部２５Ａと第２平面４１Ａとの間に隙間が生じる場合、圧縮時に立体造形粉体が隙間から上方に放出され、ヘッド２１を汚してしまう可能性がある。これに対し、立体造形装置１では、蓋部材４１の第２平面４１Ａの大きさは、第１収容部２５の開口部２５Ａの大きさよりも大きい。このため、蓋部材４１を下降させて開口部２５Ａを第２平面４１Ａで覆うときに、開口部２５Ａと第２平面４１Ａとの正確な位置合わせをすることなく、開口部２５Ａと第２平面４１Ａとの間の隙間から立体造形粉体が上部方向に漏れることを抑制できる。
【００７７】
立体造形装置１の第１収容部の後側の側面２５Ｂのうち、平坦化された状態の粉体層が保持されるステージ９よりも上側に、穴部２５Ｃが設けられている。穴部２５Ｃは、第１収容部２５から第２収容部５２に連通する。この場合、立体造形装置１は、立体造形粉体の圧縮時に第１収容部２５内の圧力が増大することを抑制できる。従って、立体造形装置１は、第１収容部２５内の圧力が増大することによって圧縮時のステージ９の移動距離の精度が低下することを抑制できる。又、立体造形装置１は、立体造形粉体の圧縮時に穴部２５Ｃから漏れ出た立体造形粉体を、穴部２５Ｃを介して第２収容部５２に流出させることができる。これによって、立体造形装置１は、穴部２５Ｃから流出した立体造形粉体を、第２収容部５２によって効率的に回収できる。
【００７８】
立体造形装置１は、穴部２５Ｃを開閉可能な開閉部材５２Ｃを備える。立体造形装置１のＣＰＵ３０は、ステージ９を上方に移動させる（Ｓ２９）前に、開閉部材５２Ｃを下方に移動させて穴部２５Ｃを開放させる（Ｓ２７）。ＣＰＵ３０は、ステージ９を上方に移動させた後、開閉部材５２Ｃを上昇させて穴部２５Ｃを閉塞させる（Ｓ３１）。これによって、ＣＰＵ３０は、立体造形粉体の圧縮時以外の場合に、第１収容部２５から立体造形粉体が漏れ出ることを抑制できる。
【００７９】
＜その他＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記実施形態において、データ作成装置（図１１参照）の一部又は全部は、立体造形装置１のＣＰＵ３０によって実行されてもよい。一例としては次の通りである。立体造形装置１のＲＯＭ３２にテーブル９３Ａが記憶される。立体造形装置１のＣＰＵ３０は、図示外の入力部を介して種類及び層厚を取得する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３０は、テーブル９３Ａに基づいて、取得した種類及び層厚に対応する第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を取得する（Ｓ１３）。ＣＰＵ３０は、ＰＣ１００から送信された造形データを取得する。ＣＰＵ３０は、第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２、及び、造形データに基づいて、立体造形処理を実行する（図１２参照）。
【００８０】
上記実施形態において、立体造形処理の一部又は全部は、ＰＣ１００のＣＰＵ９０によって実行されてもよい。例えばＣＰＵ９０は、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を取得し（Ｓ１３）、立体造形データを作成した（Ｓ１５）後、図１２に示す立体造形処理を実行してもよい。なお、この場合において、ＣＰＵ９０は、Ｓ２２〜Ｓ３５、Ｓ３９の処理に対応する指示を、立体造形装置１に送信してもよい。
【００８１】
上記実施形態において、立体造形装置１は、造形台６に対してステージ９を上下方向に移動させた。これに対し、立体造形装置１は、ステージ９に対して造形台６を上下方向に移動させてもよいし、造形台６及びステージ９の両方を上下方向に移動させてもよい。上記実施形態において、立体造形装置１は、ヘッド２１に対して造形台６を前後方向に移動させた。これに対し、立体造形装置１は、造形台６に対してヘッド２１を前後方向に移動させてもよいし、ヘッド２１及び造形台６の両方を前後方向に移動させてもよい。
【００８２】
上記実施形態において、蓋部材４１の第２平面４１Ａを、第１収容部２５の開口部２５Ａよりも大きくした。これに対し、蓋部材４１の第２平面４１Ａを、第１収容部２５の開口部２５Ａと同一形状としてもよい。又、上記実施形態において、立体造形装置１は、最下位に移動させた状態の蓋部材４１に対し、ステージ９を上方に移動させることによって、粉体層を圧縮した。これに対し、立体造形装置１は、第１収容部２５の開口部２５Ａから蓋部材４１の第２平面４１Ａを下方に進入させ、ステージ９に対して蓋部材４１を下方に移動させることによって、粉体層を圧縮してもよい。又、ステージ９を上方に移動させ、且つ、蓋部材４１を下方に移動させることによって、粉体層を圧縮してもよい。蓋部材４１は、第２平面４１Ａが仮想平面２６上に配置された状態で水平方向に移動することによって、第１収容部２５の開口部２５Ａを覆ってもよい。
【００８３】
上記実施形態において、ＰＣ１００のＣＰＵ９０は、テーブル９３Ａの第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２の代わりに、圧縮比を記憶してもよい。ＣＰＵ９０は、種類及び層厚を取得した場合、取得した層厚と圧縮比とに基づいて、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２を算出してもよい。
【００８４】
第１収容部２５の４つの側面２５Ｂは、垂直方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。例えば、４つの側面２５Ｂは、開口部２５Ａに近づくに従って互いに近接する向きに傾斜してもよいし、開口部２５Ａに近づくに従って互いに離隔する向きに傾斜してもよい。
【００８５】
上記実施形態において、穴部２５Ｃは、第１収容部２５の後側の側面２５Ｂに設けられていた。これに対し、穴部２５Ｃは蓋部材４１に設けられてもよいし、ステージ９に設けられてもよい。穴部２５Ｃに開閉部材５２Ｃは設けられていなくてもよい。例えば、穴部２５Ｃは、立体造形粉体の粒子径よりも小さい穴であってもよい。この穴は、網目状に設けられてもよい。
【００８６】
上記実施形態において、蓋部材４１に振動モータが設けられてもよい。ＣＰＵ３０は、Ｓ２９の処理によってステージ９を上方に移動させた状態で、振動モータを回転させ、蓋部材４１を振動させてもよい。これによって、蓋部材４１の第２平面４１Ａに付着した立体造形粉体を除去できる。
【００８７】
上記実施形態において、立体造形処理の開始時におけるステージ９の第１平面９Ａの位置は、仮想平面２６と異なっていてもよい。この場合、ＣＰＵ３０は、Ｓ２２の処理によって、仮想平面２６から第１距離Ｌ１分下側に配置されるまで、ステージ９を下降させることになる。なお、この場合のステージ９の移動距離は、第１距離Ｌ１と異なる場合がある。
【００８８】
なお、上記実施形態におけるステージ昇降モータ３０２及び蓋部材昇降モータ３０５は本発明の「移動機構」の一例である。粉体供給機構１４及び粉体供給モータ３０４は本発明の「供給機構」の一例である。平坦化ローラ１８、及び平坦化ローラ回転モータ３０３は本発明の「平坦化機構」の一例である。ヘッド駆動部３６、ヘッド移動モータ３０６、及びヘッド２１は本発明の「硬化機構」の一例である。ＣＰＵ３０、９０は本発明の「制御部」の一例である。テーブル９３Ａを記憶するＨＤＤ９３は本発明の「記憶部」の一例である。
【符号の説明】
【００８９】
１        ：立体造形装置
９        ：ステージ
９Ａ      ：第１平面
１４      ：粉体供給機構
１８      ：平坦化ローラ
２１      ：ヘッド
２５      ：第１収容部
２５Ａ    ：開口部
２５Ｂ    ：側面
２５Ｃ    ：穴部
３０      ：ＣＰＵ
４１      ：蓋部材
４１Ａ    ：第２平面
５２      ：第２収容部
５２Ｃ    ：開閉部材
９０      ：ＣＰＵ
９３      ：ＨＤＤ
９３Ａ    ：テーブル
１００    ：ＰＣ
３０１    ：前後動モータ
３０２    ：ステージ昇降モータ
３０３    ：平坦化ローラ回転モータ
３０４    ：粉体供給モータ
３０５    ：蓋部材昇降モータ
３０７    ：開閉部材昇降モータ
【図１】
2016068331.tif 000003
【図２】
2016068331.tif 000004
【図３】
2016068331.tif 000005
【図４】
2016068331.tif 000006
【図５】
2016068331.tif 000007
【図６】
2016068331.tif 000008
【図７】
2016068331.tif 000009
【図８】
2016068331.tif 000010
【図９】
2016068331.tif 000011
【図１０】
2016068331.tif 000012
【図１１】
2016068331.tif 000013
【図１２】
2016068331.tif 000014