(57)【要約】【課題】第ｎ層目の造形層を形成するとき、下層の第（ｎ−１）層目に造形層がない領域では造形面の平坦性が低下する。【解決手段】層状に敷き詰められた粉体２０に対し、粉体２０を結合する造形液１０を付与して層状造形物である造形層３０を造形するヘッド５２と、造形液１０を付与させて造形層３０を造形する動作を繰り返して、造形層３０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、第ｎ層目の造形層３０を造形するとき、第（ｎ−１）層目に造形層３０がない新規造形領域３０Bには造形液１０を４回に分けて付与して造形し、第（ｎ−１）層目に造形層３０がある既存造形領域３０Bには造形液１０を１回で付与して造形する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記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制御をする手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、
第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域には前記造形液を複数回に分けて付与して造形し、
前記第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がある既存造形領域には前記新規造形領域に前記造形液を付与する回数より少ない回数で前記造形液を付与して造形する制御をする
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【請求項２】
前記既存造形領域に対しては、前記新規造形領域に前記造形液を付与する最後の回で前記造形液を付与する
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】
前記新規造形領域の面積に応じて前記造形液を付与する回数を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項４】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、
第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域には前記造形液を複数回に分けて付与して造形し、
前記第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がある既存造形領域には前記新規造形領域に前記造形液を付与する回数より少ない回数で前記造形液を付与して造形する制御を前記コンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項５】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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方法であって、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、
第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域には前記造形液を複数回に分けて付与して造形し、
前記第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がある既存造形領域には前記新規造形領域に前記造形液を付与する回数より少ない回数で前記造形液を付与して造形する
ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【請求項６】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記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制御をする手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
第（ｎ−１）層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形しない非造形領域のうち、第ｎ層目の前記層状造形物が造形される新規造形領域に対応する領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形する制御をする
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【請求項７】
前記フレームパターンは、網目状、ライン状、格子状のパターンの少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項６に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項８】
前記第ｎ層目の前記層状造形物を造形するとき、前記新規造形領域には対して、他の造形領域よりも多い滴量で前記造形液を付与する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項９】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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、
第（ｎ−１）層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形しない非造形領域のうち、第ｎ層目の前記層状造形物が造形される新規造形領域に対応する領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形する制御を前記コンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１０】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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方法であって、
第（ｎ−１）層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形しない非造形領域のうち、第ｎ層目の前記層状造形物が造形される新規造形領域に対応する領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形する
ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【請求項１１】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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装置に対する前記層状造形物の造形データを作成する装置であって、
連続する第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物のスライスデータと第（ｎ＋１）層目の前記層状造形物のスライスデータとを比較し、
前記比較結果に基づいて、前記第ｎ層の前記層状造形物を造形しない非造形領域のうち、第（ｎ＋１）層目の前記層状造形物が造形される新規造形領域に対応する領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形するデータを付加して、前記第ｎ層目の前記層状造形物の造形データを作成する
ことを特徴とする立体造形物の造形データを作成する装置。
【請求項１２】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記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制御をする手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形した後、前記層状造形物を造形する制御をする
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【請求項１３】
前記フレームパターンは、網目状、ライン状、格子状のパターンの少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項１２に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項１４】
前記造形液付与手段は、前記敷き詰められた粉体に対して往復移動可能であり。
往路で、前記新規造形領域に前記フレームパターンを造形し、
復路で、前記層状造形物を造形する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項１５】
前記造形液付与手段は、前記敷き詰められた粉体に対して往復移動可能であり、
往路で、前記フレームパターンと、前記層状造形物のうちの前記新規造形領域の部分を除く部分を造形し、
復路で、前記層状造形物のうちの前記新規造形領域の部分を造形する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項１６】
復路で前記新規造形領域に付与する前記造形液の滴量が前記新規造形領域以外の領域に付与する前記造形液の滴量よりも多い
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の立体造形物を造形する装置。
【請求項１７】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形した後、前記層状造形物を造形する制御を前記コンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１８】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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方法であって、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域に、通常の造形領域よりも単位面積当たりの造形液付与量の少ないフレームパターンを造形した後、前記層状造形物を造形する
ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
【請求項１９】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して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装置に対する前記層状造形物の造形データを作成する装置であって、
連続する第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物のスライスデータと第（ｎ−１）層目の前記層状造形物のスライスデータとを比較し、
前記比較結果に基づいて、前記第ｎ層目の前記層状造形物の造形データとともに、前記第ｎ層目の造形データとして前記新規造形領域に間引きパターンを造形する造形データを作成する
ことを特徴とする立体造形物の造形データを作成する装置。
【請求項２０】
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記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制御をする手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、
第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域と前記層状造形物がある既存造形領域が混在する場合には、第（ｎ−１）層目に新規造形領域がない場合に前記造形液を付与する回数より多い回数で前記造形液を付与して造形する制御をする
ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
【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、立体造形物の造形データを作成する装置に関する。
【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、造形ステージに平坦化された金属又は非金属の粉体を層状に形成し、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、第（ｋ＋１）層目（ｋは１以上の整数）の層状構造体が第ｋ層目の層状構造体に対して積層方向と直交する方向に張り出した張り出し部を有する場合に、第ｋ層目の結着工程において、張り出し部に重なる領域に，造形液を塗布して造形液を硬化させ、層状構造体よりも膜厚の小さい下地層を形成するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４７１９３９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、粉体積層造形法で造形を行う場合、第ｎ層目の造形層を形成するとき、下層の第（ｎ−１）層目に造形層がなく，単に粉体層である造形領域では，下層に造形層がある場合よりも，造形液による液架橋力によって粉体の凝集が顕著に進み，第（ｎ−１）層目側の造形面（第ｎ層下面）の平坦性が低下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、造形物の精度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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る立体造形物を造形する装置は、
層状に敷き詰められた粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記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制御をする手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の前記層状造形物を造形するとき、
第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域には前記造形液を複数回に分けて付与して造形し、
前記第（ｎ−１）層目に前記層状造形物がある既存造形領域には前記新規造形領域に前記造形液を付与する回数より少ない回数で前記造形液を付与して造形する制御をする
構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、造形物の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態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】同立体造形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５】造形の流れの説明に供する模式的説明図である。
【図６】粉体層に造形液の滴を吐出して付与したときの様子の説明に供する説明図である。
【図７】造形する立体造形物の形状とパス数の関係の説明に供する最終造形物（目的とする立体造形物）の説明図である。
【図８】パス数と粉体層の状態の説明に供する撮影結果を示す図である。
【図９】４パスで所定量の造形液を付与する場合の付与順の一例の説明図である。
【図１０】図９の順で造形液を光沢紙上に着弾させた場合の様子の撮影結果を示す図である。
【図１１】同実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。
【図１２】立体造形動作の説明に供する説明図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における立体造形動作の制御に供する立体造形物の説明図である。
【図１４】同立体造形動作の制御の説明に供する説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における造形工程の説明に供する説明図である。
【図１６】同じく第（ｎ−１）層目及び第ｎ層目の造形の説明に供する平面説明図である。
【図１７】同じく造形液の浸透メカニズムの説明に供する断面説明図である。
【図１８】比較例の説明に供する断面説明図である。
【図１９】同実施形態における造形データの作成処理の説明に供するフロー図である。
【図２０】同実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。
【図２１】本発明の第４実施形態における造形工程の説明に供するフロー図である。
【図２２】同じく第ｎ層の造形の説明に供する平面説明図である。
【図２３】同じく造形液の浸透メカニズムの説明に供する断面説明図である。
【図２４】同実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。
【図２５】本発明の第５実施形態における造形工程の説明に供する説明図である。
【図２６】同じく第ｎ層の造形の説明に供する平面説明図である。
【図２７】同実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。
【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は同立体造形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である。なお、図３は造形時の状態で示している。
【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、粉体積層造形装置であり、粉体（粉末）が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。
【００１２】
造形部１は、粉体槽１１と、平坦化部材（リコータ）である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。
【００１３】
粉体槽１１は、造形槽２２に供給する粉体２０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を形成するときに平坦化ローラ１２によって移送供給される粉体２０のうち、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。
【００１４】
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の底部も造形ステージ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、底面に粉体２０を吸引する機構を備えた構成や、造形槽２２から簡単に取り外せるような構成としてもよい。
【００１５】
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。
【００１６】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１の供給ステージ２３上に供給された粉体２０を造形槽２２に移送して供給するとともに、平坦化手段である平坦化ローラ１２によって供給した粉体の層の表面を均して平坦化して、粉体層３１を形成する。
【００１７】
この平坦化ローラ１２は、造形ステージ２４のステージ面（粉体２０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。
【００１８】
一方、造形ユニット５は、造形ステージ２４上の粉体層３１に造形液１０を吐出する液体吐出ユニット５０を備えている。
【００１９】
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２つ（１又は３つ以上でもよい。）の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）５２ａ、５２ｂを備えている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
２つのヘッド５２ａ、５２ｂ（以下、区別しないときは「ヘッド５２」という。）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それぞれ２列配置されている。一方のヘッド５２ａの２つのノズル列は、シアン造形液及びマゼンタ造形液を吐出する。他方のヘッド５２ｂの２つのノズル列は、イエロー造形液及びブラック造形液をそれぞれ吐出する。なお、ヘッド構成はこれに限るものではなく、色材を含まない無色の造形液を用いてもよい。
【００２３】
これらのシアン造形液、マゼンタ造形液、イエロー造形液、ブラック造形液の各々を収容した複数のタンク６０がタンク装着部５６に装着され、供給チューブなどを介してヘッド５２ａ、５２ｂに供給される。
【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部２９が配置されている。余剰粉体受け槽２９は、ロート形状をなし、底部に粉体２０を排出可能な排出口２９ａを有している。
【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粉体２０のうちの余剰の粉体２０が落下する。余剰粉体受け槽２９に落下した余剰の粉体２０は、例えば粉体回収再生装置を経由して、供給槽２１に粉体を供給する後述する粉体供給装置５５４に戻される。
【００３３】
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】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１から粉体２０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所定の厚みの層状の粉体である粉体層３１を形成する。
【００３５】
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。
【００３６】
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、粉体２０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上を通過しながら粉体２０を平坦化することで粉体層３１が形成される。
【００３７】
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に付着した粉体２０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。
【００３８】
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対してカウンタ方向でも、順方向でも配置が可能である。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
制御部５００は、供給槽２１に粉体２０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。
【００５１】
制御部５００は、粉体後供給部８０から粉体２０の供給を行わせる後供給駆動部５１９を備えている。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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からの造形液の吐出を行わせる制御をする。
【００５６】
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。
【００５７】
次に、造形の流れについて図５も参照して説明する。図５は造形の流れの説明に供する模式的説明図である。
【００５８】
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。
【００５９】
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５（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。
【００６０】
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。の間隔Δｔ１が次に形成する粉体層３１の厚さ（積層ピッチ）に相当する。間隔Δｔ１は、数十〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００６１】
この場合、平坦化ローラ１２は供給槽２１及び造形槽２２の上端面に対してギャップを置いて配置している。したがって、造形槽２２に粉体２０を移送供給して平坦化するとき、粉体層３１の表面（粉体面）は供給槽２１及び造形槽２２の上端面よりも高い位置になる。
【００６２】
これにより、平坦化ローラ１２が供給槽２１及び造形槽２２の上端面に接触することを確実に防止できて、平坦化ローラ１２の損傷が低減する。平坦化ローラ１２の表面が損傷すると粉体層３１の表面にスジが発生して平坦性が低下する。
【００６３】
次いで、図５（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粉体２０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、粉体２０を造形槽２２へと移送供給する（粉体供給）。
【００６４】
さらに、図５（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になる粉体層３１を形成する（平坦化）。このとき、粉体層３１の形成に使用されなかった余剰の粉体２０は余剰粉体受け槽２９に落下する。
【００６５】
粉体層３１を形成後、平坦化ローラ１２は、図５（ｄ）に示すように、Ｙ１方向に移動されて初期位置（原点位置）に戻される（復帰される）。
【００６６】
ここで、平坦化ローラ１２は、造形槽２２及び供給槽２１の上面レベルとの距離を一定に保って移動できるようになっている。一定に保って移動できることで、平坦化ローラ１２で粉体２０を造形槽２２の上へと搬送させつつ、造形槽２２上又は既に形成された造形層３０の上に均一厚さΔｔ１の粉体層３１を形成できる。
【００６７】
その後、図５（ｅ）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、次の粉体層３１に所要形状の造形層３０を積層形成する（造形）。
【００６８】
なお、造形層３０は、例えば、ヘッド５２から吐出された造形液１０が粉体２０と混合されることで、粉体２０に含まれる接着剤が溶解し、溶解した接着剤同士が結合して粉体２０が結合されることで形成される。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
次に、本実施形態で使用している粉体（立体造形用粉末材料）及び造形液について説明する。
【００７２】
立体造形用粉末材料は、基材と、この基材を平均厚み５ｎｍ〜５００ｎｍで被覆し、造形液としての架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能な水溶性有機材料（バインダー）とを有してなる。
【００７３】
この立体造形用粉末材料においては、基材を被覆する水溶性有機材料が、架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能であるため、水溶性有機材料に架橋剤含有水が付与されると、水溶性有機材料は、溶解すると共に、架橋剤含有水に含まれる架橋剤の作用により架橋する。
【００７４】
これにより、上記立体造形用粉末材料を用いて薄層（粉体層３１）を形成し、粉体層に架橋剤含有水を造形液として吐出することで、粉体層３１においては、溶解した水溶性有機材料が架橋する結果、粉体層３１が結合硬化して造形層３０が形成される。
【００７５】
基材としては、粉末、粒子の形態を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、高強度な立体造形物を得る観点からは、最終的に焼結処理が可能な金属、セラミックスなどが好ましい。
【００７６】
金属としては、Ｎｉ、Ｎｉ基合金、Ｃｕ、Ｃｕ基合金、Ｆｅ、Ｆｅ基合金、Ｔｉ、Ｔｉ基合金、Ａｌ、Ａｌ基合金、ステンレスなどが挙げられる。セラミックスとしては、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化ケイ素等が挙げられる。
【００７７】
水溶性有機材料としては、水に溶解し、架橋剤の作用により架橋可能な性質を有するものであれば、換言すれば、水溶性であって架橋剤によって架橋可能である限り、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。
【００７８】
ここでは、水溶性有機材料の水溶性は、例えば、３０℃の水１００ｇに水溶性有機材料を１ｇ混合して撹拌したとき、その９０質量％以上が溶解するものを意味する。
【００７９】
また、水溶性有機材料としては、その４質量％（ｗ／ｗ％）水溶液の２０℃における粘度が、４０ｍＰａ・ｓ以下であるものが好ましく、１〜３５Ｐａ・ｓであるものがより好ましく、５〜３０Ｐａ・ｓであるものが特に好ましい。
【００８０】
水溶性有機材料の粘度は、例えば、ＪＩＳＫ７１１７に準拠して測定することができる。
【００８１】
造形液である架橋剤含有水としては、水性媒体中に架橋剤を含有するもの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。なお、架橋剤含有水は、水性媒体、架橋剤のほか、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有していてもよい。
【００８２】
その他の成分としては、架橋剤含有水を付与する手段の種類、使用頻度や量などの諸条件を考慮して適宜選択することができる。例えば、液体吐出法によって架橋剤含有水を付与する場合には、液体吐出ヘッドのノズルへの目詰り等の影響を考慮して選択することができる。
【００８３】
水性媒体としては、例えば、水、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトン、などが挙げられるが、水が好ましい。なお、水性媒体は、水がアルコール等の水以外の成分を若干量含有するものであってもよい。
【００８４】
上述した立体造形物用粉末材料及び造形液としての架橋剤含有水を使用することで、粉体（基材）を接着させるためのバインダを液体吐出ヘッドから吐出する構成に比べて、ノズルの目詰まりが少なく、ヘッドの耐久性が向上する。
【００８５】
次に，粉体層に造形液の滴を吐出付与したときの様子について図６を参照して説明する。図６は同説明に供する説明図である。
【００８６】
図６は、３００×３００ｄｐｉ（約８５μｍ相当）のピッチで造形データを作成し，当該造形データに基づいて粉体層３１に造形液１０の滴１００を吐出して着弾させたときの浸透状態を示している。
【００８７】
ここで，造形液１０の滴１００の滴量は、一層の粉体層３１の厚さ、例えば１００μｍの深さにちょうど浸透する量（これを、「所定量」又は「通常の滴量」若しくは「通常の液体量」という。）としている。
【００８８】
なお、この通常の滴量は、実験的に求めることが可能である。すなわち、ガラス基板上に粉体２０を１００μｍの厚さで敷き詰めておき、滴１００を滴下する。このとき、滴下された面とは反対側の面から、カメラで観察することで、造形液１０が１００μｍの厚さを浸透したか否かを判断することができる。滴量を変化させてこの実験を繰り返すことで、１００μｍの厚さを浸透する滴量を求めることができる。本実施形態で使用した造形液及び粉体については、実験の結果、一層の粉体層３１の厚さを浸透する通常の滴量は約２００ｐｌ／滴であった。
【００８９】
次に、造形する立体造形物の形状とパス数の関係について図７及び図８を参照して説明する。図７は最終造形物（目的とする立体造形物）の説明図、図８はパス数と粉体層の状態の説明に供する撮影結果を示す図である。
【００９０】
例えば、図７に示す立体造形物３００を、第１層から第５層の造形層３００Ａ〜３００Ｅを積層して造形するものとする。
【００９１】
この場合、第１層目の造形層３００Ａを造形するときには、下層に造形層がなく粉体２０である領域（これを「新規造形領域３０Ｂ」という。）のみである。なお、新規造形領域３０Ｂを造形物で表現する場合には、「新規造形部分３０ｂ」又は「張り出し部３０ｂ」という。
【００９２】
第２層目の造形層３００Ｂ、第３層目の造形層３００Ｃを造形するときには、下層に第１層目の造形層３００Ａ、あるいは、第２層目の造形層３００Ｂが造形されている。
【００９３】
第４層目の造形層３００Ｄを造形するときには、下層に第３層目の造形層３００Ｃが存在している領域（これを「既存造形領域３０Ａ」という。）と、下層に第３層目の造形層３００Ｃがなく粉体２０である新規造形領域３０Ｂとがある。なお、既存造形領域３０Ａを造形物で表現する場合には、「既存造形部分３０ａ」という。
【００９４】
第５層目の造形層３００Ｅを造形するときには、下層に第４層目の造形層３０Ｄが造形されている。
【００９５】
ここで、下層に造形層３０がない状態、すなわち、上記の例では第１層目３００Ａを造形するとき、キャリッジ５１の１回の走査（１パス）で、粉体層３０上に所定量の造形液１０を付与（吐出）した場合、粉体層３１の表面（粉体面）の状態は図８（ａ）に示すようになる。
【００９６】
一方、同様に、下層に造形層３０がない状態、すなわち、上記の例では第１層目３００Ａを造形するとき、キャリッジ５１の４回の走査（４パス）で、粉体層３０上に所定量の造形液１０を付与（吐出）した場合、粉体層３１の表面（粉体面）の状態は図８（ｂ）に示すようになる。
【００９７】
なお、図８の領域Ａが造形液１０を付与した領域である。
【００９８】
つまり、１パスで所定量の造形液を付与した場合には、造形領域全体にほぼ同時に造形液が付与されるために、造形領域全体にわたってほぼ同時に液架橋力が働き、全体的に粉体２０の粗密が発生し、造形精度が低下する。
【００９９】
これに対して、４パスで所定量の造形液を付与した場合には、各パス内においては液架橋力による粉体２０の凝集が発生するが、隣り合うドット（この例では３００×３００ｄｐｉ、すなわち、約８４．６５μｍピッチで造形液を付与している）には同時に造形液が付与されないので、液架橋力の影響範囲は、各ドット内に限定される。その結果、全体として精度の高い造形物を得ることができる。
【０１００】
次に、４パスで所定量の造形液を付与する場合、つまり、所定量の造形液を４回に分けて付与する場合の付与順の一例について図９及び図１０を参照して説明する。
【０１０１】
図９に示すように、所定量の１滴で造形する領域を４つのブロック１〜４に分割する。このとき、１つのブロックは３００×３００ｄｐｉで造形するときには約８４．６５μｍの升目となる。そして、ブロック１〜４に造形液を付与するとき、例えばブロック１→２→３→４の順に造形液を付与する。
【０１０２】
上記の順で造形液を光沢紙上に着弾させた場合の様子の撮影結果を図１０に示している。
【０１０３】
このとき、各パスにおいて、隣り合うブロックには同時には造形液が付与されないので、液架橋力の影響範囲はそのブロック（升目）内に限定される。なお、液架橋力による粉体粒子の移動が発生する時間は、パス間の時間以内になるように、パス間隔時間を設定すればよい。
【０１０４】
なお、ここでは、４パスの例で説明しているが、パス数はこれに限るものではない。粉体と造形液の物性で決まる液架橋力による粉体粒子の移動の度合いに応じたパス数を設定すればよい。
【０１０５】
このように、第ｎ層（ｎは１以上の整数、以下、同じである。）目の造形層を造形するとき、第（ｎ−１）層目に造形層がない新規造形領域には造形液を複数回に分けて付与して造形する。言い換えれば、第ｎ層（ｎは１以上の整数、以下、同じである。）目の造形層を造形するとき、第（ｎ−１）層目に造形層がない新規造形部分（張り出し部）は造形液を複数回付与して造形する。
【０１０６】
一方、パス数を増加することは造形時間が長くなることとなる。
【０１０７】
そこで、第ｎ層目の造形層を造形するとき、第（ｎ−１）層目に造形層がある既存造形領域では、新規造形領域に造形液を付与する回数よりも少ない回数で造形液を付与する。言い換えれば、第ｎ層目の造形層を造形するとき、第（ｎ−１）層目に造形層がある既存造形部分は、新規造形領域に造形液を付与する回数よりも少ない回数で造形液を付与して造形する。なお、少ない回数は、少なくなるほど造形時間の増加を抑制できるので、本実施形態では１回（１パス）で造形液を付与する。
【０１０８】
つまり、第（ｎ−１）層目の造形物がある場合には、当該第（ｎ−１）層目の領域に付与された造形液が第ｎ層の粉体２０を保持する効果を発現するため、第ｎ層目の造形液の液架橋力による粉体粒子の移動が抑制される。これにより、新規造形領域に造形液を付与する回数よりも少ない回数、例えば、１パスで造形液を付与しても、精度低下が抑制される。
【０１０９】
この場合、第ｎ層目の既存造形領域については、新規造形領域に造形液を付与する複数回の内のいずれの回（パス）で造形液を付与してもよいが、本実施形態では、新規造形領域に造形液を付与する最後の回で造形液を付与するようにしている。
【０１１０】
次に、本実施形態における立体造形動作の制御について図１１のフロー図を参照して説明する。
【０１１１】
造形データ作成装置６００側から造形データを受領して造形動作を開始する。造形動作では、造形槽２２に粉体層３１を形成する。そして、当該第ｎ層目の造形データを読み出し、下層の第（ｎ−１）層の造形データと比較し、第ｎ層目で造形する造形層３０のうちの下層の第（ｎ−１）層目の造形層３０がない新規造形領域３０Ｂを抽出する。
【０１１２】
ここで、第ｎ層目に造形する造形層３０に新規造形領域３０Ｂがあるか否を判別する。
【０１１３】
このとき、第ｎ層目に造形する造形層３０に新規造形領域３０Ｂがないとき、すなわち、すべての領域が既存造形領域３０Ａであるときには、第ｎ層目の粉体層３１に対して１パスで造形液１０（滴１００）を付与して造形層３０を造形する。
【０１１４】
これに対し、第ｎ層目に造形する造形層３０に新規造形領域３０Ｂがあるときには、第ｎ層目に造形する造形層３０に既存造形領域３０Ａがあるか否かを判別する。
【０１１５】
このとき、第ｎ層目に造形する造形層３０に既存造形領域３０Ａがないとき、すなわち、第ｎ層目に造形する造形層３０がすべて新規造形領域３０であるとき（第１層目であるとき）には、第ｎ層目の粉体層３１に対して予め定めたＮパス（Ｎ＝２以上の整数）で、所定量の造形液１０をＮ回に分けて付与して造形層３０を造形する。なお、上記の説明ではＮ＝４としている。
【０１１６】
一方、第ｎ層目に造形する造形層３０に既存造形領域３０Ａがあるとき、すなわち、第ｎ層目に造形する造形層３０が新規造形領域３０Ｂと既存造形領域３０Ａとを含むときには、まず、第ｎ層目の粉体層３１の新規造形領域３０Ｂに対して（Ｎ−１）回のパスで、所定量の造形液１０のうちの最後のＮ回目の量を除く造形液１０付与する。
【０１１７】
そして、Ｎ回目のパスで、新規造形領域３０Ｂに対して残りの量の造形液１０を付与し、既存造形領域３０Ａに対しては１回のパスで所定量の造形液１０を付与して、第ｎ層目の造形層３０を完成する。
【０１１８】
その後、次の層の造形データがあるか否かを判別し、次の層の造形データがあれば上記の処理を繰り返し、次の層の造形データがなくなれば、造形動作を終了する。
【０１１９】
この立体造形動作の一例について図１２を参照して具体的に説明する。図１２は同説明に供する説明図である。
【０１２０】
図１２（ａ）に示すような形状の立体造形物７０１を造形するものとする。なお、便宜上、この立体造形物７０１の形状を特定するため、脚部７０１ａ、７０１ａが架橋部７０１ｂで架橋されている形状とする。
【０１２１】
まず、脚部７０１ａの最初に造形する第１層目はすべて新規造形領域３０Ｂであるので、図１２（ｂ）に示すように、４パス（４回に分けて）で所定量の造形液１０を付与して造形する。
【０１２２】
そして、脚部７０１ａを構成する第２層目以降、架橋部７０１ｂの最初の層である第ｍ層の下層である第（ｍ−１）層までは、いずれも、すべて既存造形領域３０Ａであるので、図１２（ｃ）に示すように、１パスで所定量の造形液１０を付与して造形する。
【０１２３】
次いで、架橋部７０１ｂの最初の層である第ｍ層は既存造形領域３０Ａ（脚部７０１ａに積層する領域）と新規造形領域３０Ｂ（脚部７０１ａに積層する領域以外の領域）とが混在する。
【０１２４】
そこで、図１２（ｄ）に示すように、新規造形領域３０Ｂについて３パスに分けて造形液１０を付与した後、４パス目で既存造形領域３０Ａを併せて、造形液１０を付与して造形する。
【０１２５】
そして、第ｍ層より上の第（ｍ＋１）層以降は、いずれも、すべて既存造形領域３０Ａであるので、図１２（ｅ）に示すように、１パスで所定量の造形液１０を付与して造形する。
【０１２６】
つまり、第ｍ層目では下層の第（ｍ−１）層に造形層３０が存在する領域は４パス目で所定量の造形液を付与する。つまり、１パスで描画（造形）しても精度の悪化を招かない領域については、１パスで描画をする。
【０１２７】
これにより、複数回のパスで描画することで，各パス間で描画される領域の境界に生じることがある微細な空隙の発生を回避でき、造形密度を向上させる効果を得ることができる。
【０１２８】
このようにして、造形精度を向上しつつ、生産性（造形速度）の低下を抑制することができる。
【０１２９】
なお、本実施形態では第ｍ層の既存造形領域３０Ａと新規造形領域３０Ｂとで造形液付与の制御を異ならせているが、層ごとに造形液付与の制御を異ならせてもよい。具体的には、第（ｍ−１）層目に前記層状造形物がない新規造形領域と前記層状造形物がある既存造形領域が混在する場合には、既存造形領域３０Ａと新規造形領域３０Ｂの両方を含めて、第（ｍ−１）層目に新規造形領域がない場合に前記造形液を付与する回数より多い回数で前記造形液を付与して造形する制御を行う。これにより同一層の中で異なる制御を行う必要がなく、制御を容易にすることができる。
【０１３０】
次に、本発明の第２実施形態における立体造形動作の制御について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は立体造形物の説明図、図１４は同立体造形動作の制御の説明に供する説明図である。
【０１３１】
図１３（ａ）に示すような三角形状の立体造形物７０２のように斜めになる部分を有する造形物を造形する場合、図１３（ｂ）に示すように、斜めの部分に含まれる各造形層３０には、常に新規造形領域３０Ｂが発生する。
【０１３２】
したがって、立体造形物７０２の造形を行うには、造形物全体にわたってＮ（Ｎ＝４とする。）パスでの造形液付与によって造形することになるために，造形に時間がかかることになる。
【０１３３】
そこで、本実施形態では、新規造形領域３０Ｂの面積に応じてパス数を変化させる。例えば、新規造形領域３０Ｂの面積が予め定めた閾値以上であるときには、Ｎパス（Ｎ≧２）で造形液を付与し、閾値未満であるときには、１パスで造形液を付与する。
【０１３４】
具体的には、図１４（ａ）に示すように、Ｙ方向の長さが長く面積が広い場合には４パスで造形液を付与し、図１４（ｂ）に示すように、Ｙ方向の長さが短く面積が狭い場合には１パスで造形液を付与する。
【０１３５】
すなわち、新規造形領域の面積が小さい場合には、液架橋力による粉体粒子の移動が造形物全体の精度に与える影響が限定的であるため，１パスでの描画も可能となる。
【０１３６】
そこで、新規造形領域の面積に応じてパス数を変化させることで、造形精度を向上しつつ、造形速度の低下を抑制する。
【０１３７】
なお、上記各実施形態では、造形動作を行うときに第ｎ層と第（ｎ−１）層の造形データを比較して新規造形領域の抽出及び有無の判断などを行っているが、造形データ作成装置６００側で造形データを作成するとき、第ｎ層の造形データに新規造形領域を示すデータを付加した造形データを作成して転送するようにすることもできる。
【０１３８】
次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は同実施形態における造形工程の説明に供する説明図である。
【０１３９】
本実施形態では、第（ｎ−１）層目の造形層３０を造形しない非造形領域のうち、第ｎ層目の造形物３０の張り出し部３０ｂ（後述する図１６（ｂ）も参照）に対応する領域に間引きパターン（以下、「フレームパターン」とする。）３５を造形する。なお、以下の実施形態では、主として、新規造形領域３０Ｂに対応する張り出し部３０ｂを使用して説明を行う。
【０１４０】
つまり、前述した図７に示すような立体造形物３００を造形するとき、図１５（ａ）に示すように、第１層目の造形層３００Ａ、第２層目の造形層３００Ｂを順次造形する。
【０１４１】
その後、第（ｎ−１）層である第３層目の造形層３００Ｃを造形するとき、第ｎ層目となる第４層目の造形層３００Ｄには、第３層目の造形層３００Ｃが存在しない張り出し部３０ｂが存在する。
【０１４２】
そこで、第３層目の造形層３００Ｃを造形するとき、造形層３００Ｃを造形しない非造形領域のうち、第４層目の造形層３００Ｄの張り出し部３０ｂが造形される領域に、予め定めたフレームパターン３５を併せて造形する。フレームパターン３５の造形は、網目状、ストライプ状（ライン状）、格子状などの一部を間引いたパターンでの造形や、通常の造形よりも吐出量を少なくして浸透を抑制したパターンでの造形が用いられる。
【０１４３】
その後、図１５（ｂ）に示すように、第４層目の造形層３００Ｄ用の粉体層を形成し、図１５（ｃ）に示すように、第４層目の造形層３００Ｄを造形する。
【０１４４】
なお、上記では説明を省略したが、第１層目はすべて張り出し部３０ｂであるので、第１層の前に、第０層（ｎ＝１の場合）として、造形層３００Ａと同じ領域にフレームパターンを造形することが好ましい。
【０１４５】
次に、第ｎ層目の造形について図１６を参照して説明する。図１６は同説明に供する平面説明図である。
【０１４６】
図１６（ａ）に示すように、第（ｎ−１）層目の造形層３０を造形するとき、所定量の造形液１０を付与して造形層３０を造形するとともに、第（ｎ−１）層目の造形層３０を造形しない非造形領域のうち、第ｎ層目で張り出し部３０ｂが造形される領域にも造形液１０を付与してフレームパターン３５を造形する。フレームパターン３５を造形するときには、造形層３０を造形するときの滴量よりも少ない滴量で造形液１０を付与することができる。
【０１４７】
次いで、図１６（ｂ）に示すように、第ｎ層目の造形層３０を造形する。このとき、フレームパターン３５が造形されている張り出し部３０ｂについては、張り出し部３０ｂ以外の既存造形部分３０ａを造形するときよりも造形液１０の滴量を多くしている。
【０１４８】
その後、図１６（ｃ）に示すように、第（ｎ＋１）層目以降の造形層３０を造形する。
【０１４９】
次に、本実施形態における造形液の浸透メカニズムについて図１７を参照して説明する。図１７は同説明に供する断面説明図である。また、比較例について図１８に示している。
【０１５０】
まず、比較例は、図１８（ａ）に示すように、第ｎ層目の張り出し部３０ｂに相当する第（ｎ−１）層の非造形領域にフレームパターンを造形していない。
【０１５１】
この状態で、図１８（ｂ）に示すように、第ｎ層目の造形層３０を造形するために張り出し部３０ｂに対応する領域（新規造形領域）に造形液１０を付与した場合、積層されている粉体２０が造形液１０の付与により著しく凝集し、また、浸透を阻害するものがないためｚ方向（積層方向）への浸透が進み、第（ｎ−１）層まで到達することがある。
【０１５２】
そのため、第ｎ層目の造形層３０のうちの張り出し部３０ｂの表面の平坦性が損なわれ、内部には空隙８００が生じて密度が低下する。
【０１５３】
これに対し、本実施形態においては、図１７（ａ）に示すように、第ｎ層目の張り出し部３０ｂが造形される新規造形領域に対応する第（ｎ−１）層目の非造形領域にフレームパターン３５を造形し、フレームパターン３５の形状に粉体２０を凝集、固化させる。
【０１５４】
この状態で、図１７（ｂ）に示すように、第ｎ層目の造形層３０を造形するために張り出し部３０ｂの新規造形領域に造形液１０を付与した場合、フレームパターン３５によって第ｎ層目に積層される粉体２０を動きづらくするだけでなく、造形液１０の浸透を抑制する。
【０１５５】
これにより、第ｎ層目の造形層３０の張り出し部３０ｂの表面の平坦性を確保することができる。
【０１５６】
ここで、第ｎ層目の張り出し部３０ｂを造形するときに付与する造形液１０の滴量を、張り出し部３０ｂ以外の既存造形部分３０ｂを造形するときに付与する造形液１０の液量よりも多くすることで、第ｎ層目の粉体面に造形液１０がわずかに残る状態を形成する。
【０１５７】
これにより、早期に濡れ部を形成することができ、次の第（ｎ＋１）層目以降には造形液１０が付着した部分に粉体２０が供給されるようになり、下部からも粉体２０の空隙に造形液１０が浸透することで、密度を確保することができる。
【０１５８】
次に、本実施形態における造形データの作成処理について図１９のフロー図を参照して説明する。
【０１５９】
この造形データの作成処理は造形データ作成装置６００側で行っている。
【０１６０】
第ｎ層目のスライスデータを取得し、第（ｎ−１）層目のスライスデータを取得して第ｎ層目のスライスデータと比較し、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるか否かを判別する。
【０１６１】
そして、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるときには、第（ｎ−１）層目の造形データに、第ｎ層目の張り出し部３０ｂを造形する新規造形領域に対応する領域にフレームパターン３５のデータを追加する。
【０１６２】
これに対し、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがないときには、第（ｎ−１）層目の造形データはそのままとして修正を行わない。
【０１６３】
そして、第ｎ層が最終層か否かを判別して、最終層でなければ「ｎ」をインクリメントして上記の処理を繰り返し、最終層であれば、すべてのスライスデータを再統合して、粉体積層造形装置６０１側に転送する。
【０１６４】
次に、本実施形態における立体造形動作の制御について図２０のフロー図を参照して説明する。
【０１６５】
まず、第ｎ層目の造形層３０の造形データを読み込み、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるか否かを判別する。
【０１６６】
そして、張り出し部３０ｂがあるときには、張り出し部３０ｂ以外の領域（既存造形領域）３０ａでは所定量の造形液１０を付与し、張り出し部３０ｂには所定量より多い造形液１０を付与して、造形層３０を造形する。
【０１６７】
これに対し、張り出し部３０ｂがないときには、所定量の造形液１０を付与して造形層３０を造形する。
【０１６８】
第ｎ層が最終層になるまで造形層３０の造形を繰り返し、すべての造形層を造形したときに立体造形動作を終了する。
【０１６９】
なお、ここでは、処理を省略したが、造形データを読み込んだ第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるときの第（ｎ−１）層目の造形処理においては、当該第（ｎ−１）層目の造形データにはフレームパターン３０の造形データが含まれていることになるので、所定量の造形液１０を付与してフレームパターン３０を造形する。
【０１７０】
次に、本発明の第４実施形態について図２１を参照して説明する。図２１は同実施形態における造形工程の説明に供するフロー図である。
【０１７１】
本実施形態では、第ｎ層目で造形する造形層３０に張り出し部３０ｂがあるとき、ヘッド５２の往路移動で、張り出し部３０ｂを造形する新規造形領域３０Ｂにフレームパターン３５を造形して、それ以外の既存造形領域３０Ａには所定量の造形液１０を付与し、既存造形部分３０ａを造形する。
【０１７２】
そして、ヘッド５２の復路移動で、フレームパターン３５を造形した新規造形領域３０Ｂのみに所要量以上の造形液１０を付与して張り出し部３０ｂを造形して、造形層３０を完成する。
【０１７３】
つまり、前述した図７に示すような立体造形物３００を造形するとき、図２１（ａ）に示すように、第１層目の造形層３００Ａ、第２層目の造形層３００Ｂ、第３層目の造形層３００Ｃを順次造形し、第ｎ層となる第４層目の造形層３０用の粉体層３１を形成する。
【０１７４】
第ｎ層となる第４層目の造形層３００Ｄには下層の第（ｎ−１）層目である第３層目の造形層３００Ｃが存在しない張り出し部３０ｂが存在する。
【０１７５】
そこで、図２１（ｂ）に示すように、ヘッド５２の往路では、張り出し部３０ｂを造形する領域にはフレームパターン３５を造形し、それ以外の領域には所定量の造形液１０を付与して造形層３００Ｄの既存造形部分３０ａを造形する。
【０１７６】
その後、図２１（ｃ）に示すように、ヘッド５２の復路で、フレームパターン３５を造形した領域に所定量又は所定量より多い量の造形液１０を付与し、張り出し部３０ｂを造形し、造形層３００Ｄを完成する。
【０１７７】
次に、第ｎ層の造形について図２２を参照して説明する。図２２は同説明に供する平面説明図である。
【０１７８】
第ｎ層目の造形層３０を造形するとき、ヘッド５２の往路で、図２２（ａ）に示すように、造形層３０のうちの張り出し部３０ｂとなる領域にはフレームパターン３５を造形し、その他の既存造形領域には所定量の造形液１０を付与して既存造形部分３０ａを造形する。
【０１７９】
次いで、ヘッド５２の復路で、図２２（ｂ）に示すように、造形層３０のうちの張り出し部３０ｂを造形した領域に所定量あるいは所定量より多い量の造形液１０を付与して、張り出し部３０ｂを造形し、第ｎ層目の造形層３０を完成する。
【０１８０】
その後、図２２（ｃ）に示すように、第（ｎ＋１）層目の造形層３０を造形する。
【０１８１】
次に、本実施形態における造形液の浸透メカニズムについて図２３を参照して説明する。図２３は同説明に供する断面説明図である。なお、比較例は前記第３実施形態で説明したとおりである。
【０１８２】
本実施形態においては、図２３（ａ）に示すように、第ｎ層目の造形層３０を造形するときに、往路で張り出し部３０ｂの領域にフレームパターン３５を造形し、フレームパターン３５の形状に粉体２０を凝集、固化させる。
【０１８３】
この状態で、図２３（ｂ）に示すように、復路でフレームパターン３５上に所要量以上の造形液１０を付与した場合、フレームパターン３５によって第ｎ層目の粉体２０を動きづらくするだけでなく、造形液１０の浸透を抑制する。
【０１８４】
これにより、第ｎ層目の造形層３０の張り出し部３０ｂの表面の平坦性を確保することができる。
【０１８５】
ここで、第ｎ層目の張り出し部３０ｂに付与する造形液１０の滴量を張り出し部３０ｂ以外の既存造形部分３０ａを造形するときよりも多くすることで、第ｎ層目の粉体面に造形液１０がわずかに残る状態を形成する。
【０１８６】
これにより、早期に濡れ部を形成することができ、次の第（ｎ＋１）層目以降には造形液１０が付着した部分に粉体２０が供給されるようになり、下部からも粉体２０の空隙に造形液１０が浸透することで、密度を確保することができる。
【０１８７】
次に、本実施形態における立体造形動作の制御について図２４のフロー図を参照して説明する。
【０１８８】
まず、第ｎ層目の造形層３０の造形データを読み込み、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるか否かを判別する。
【０１８９】
そして、第ｎ層の造形層３０に張り出し部３５ｂがあるときには、ヘッド５２を往路移動するときに、張り出し部３０ｂに対応する領域にフレームパターン３５を造形し、それ以外の既存造形領域には所定量の造形液１０を付与して既存造形部分３０ａを造形する。
【０１９０】
その後、ヘッド５２を復路移動して、フレームパターン３５上に造形液１０を付与して、張り出し部３０ｂを造形し、造形層３０を完成する。
【０１９１】
また、第ｎ層の造形層３０に張り出し部３０ｂがないときには、ヘッド５２の往路移動で所定量の造形液１０を付与して造形層３０を造形する。
【０１９２】
すべての造形層を造形したときに立体造形動作を終了する。
【０１９３】
次に、本発明の第５実施形態について図２５を参照して説明する。図２５は同実施形態における造形工程の説明に供する説明図である。
【０１９４】
本実施形態では、第ｎ層目で造形する造形層３０に張り出し部３０ｂがあるとき、ヘッド５２の往路移動で、張り出し部３０ｂ（後述する図２６（ｂ）も参照）を造形する新規造形領域３０Ｂにフレームパターン３５を造形する。
【０１９５】
そして、ヘッド５２の復路移動で、フレームパターン３５の領域も含めて造形液１０を付与して造形層３０を造形する。
【０１９６】
つまり、前述した図７に示すような立体造形物３００を造形するとき、図２５（ａ）に示すように、第１層目の造形層３００Ａ、第２層目の造形層３００Ｂ、第３層目の造形層３００Ｃを順次造形し、第ｎ層となる第４層目の造形層３００Ｄ用の粉体層３１を形成する。
【０１９７】
第ｎ層となる第４層目の造形層３００Ｄには下層の第（ｎ−１）層目である第３層目の造形層３００Ｃが存在しない張り出し部３０ｂが存在する。
【０１９８】
そこで、図２５（ｂ）に示すように、ヘッド５２の往路では、張り出し部３０ｂの領域にフレームパターン３５を造形する。それ以外の既存造形領域には造形液１０を付与しない。
【０１９９】
その後、図２５（ｃ）に示すように、ヘッド５２の復路で、フレームパターン３５の領域を含めて全体に所定量又は所定量より多い量の造形液１０を付与し、造形層３００Ｄを完成する。
【０２００】
次に、第ｎ層の造形について図２６を参照して説明する。図２６は同説明に供する平面説明図である。
【０２０１】
第ｎ層目の造形層３０を造形するとき、ヘッド５２の往路で、図２６（ａ）に示すように、造形層３０のうちの張り出し部３０ｂとなる領域にフレームパターン３５を造形し、その他の既存造形領域には造形液１０を付与しない。
【０２０２】
次いで、ヘッド５２の復路で、図２６（ｂ）に示すように、造形層３０に対応するすべての領域に所定量の造形液１０を付与して造形層３０を完成する。
【０２０３】
その後、図２６（ｃ）に示すように、第（ｎ＋１）層目を造形する。
【０２０４】
次に、本実施形態における立体造形動作の制御について図２７のフロー図を参照して説明する。
【０２０５】
まず、第ｎ層目の造形層３０の造形データを読み込み、第ｎ層目に張り出し部３０ｂがあるか否かを判別する。
【０２０６】
そして、第ｎ層の造形層３０に張り出し部３０ｂがあるときには、ヘッド５２を往路移動するときに、張り出し部３０ｂを造形する領域にフレームパターン３５を造形し、それ以外の既存造形部分３０ａを造形する領域には造形液１０を付与しない。
【０２０７】
その後、ヘッド５２を復路移動して、フレームパターン３５の領域を含めて造形層３０のすべての領域に造形液１０を付与して、造形層３０を完成する。
【０２０８】
また、第ｎ層の造形層３０に張り出し部３０ｂがないときには、ヘッド５２の往路移動で所定量の造形液１０を付与して造形層３０を造形する。
【０２０９】
すべての造形層を造形したときに立体造形動作を終了する。
【０２１０】
上記第４実施形態及び第５実施形態では、造形データ作成装置６００は、連続する第ｎ層（ｎは１以上の整数）目の層状造形物のスライスデータと第（ｎ−１）層目の層状造形物のスライスデータとを比較し、比較結果に基づいて、第ｎ層目の層状造形物の造形データとともに、第ｎ層目の造形データとして新規造形領域にフレームパターンを造形する造形データを作成することもできる。
【０２１１】
この場合、粉体積層造形装置６０１側で、第ｎ層目の層状造形物の造形データと、第ｎ層目のフレームパターンの造形データを使用して、前述したように、往路及び復路での造形を行えばよい。
【０２１２】
なお、上記実施形態では、供給槽と造形槽の２層構造の立体造形装置で説明したが、造形槽の１層構造とし、造形槽に直接粉体を供給してブレードやローラなどの平坦化手段で平坦化する構成の立体造形装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０２１３】
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
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）
３０Ａ  既存造形領域
３０Ｂ  新規造形領域（張り出し部）
３１  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
【図１】
2017166058.tif 000003
【図２】
2017166058.tif 000004
【図３】
2017166058.tif 000005
【図４】
2017166058.tif 000006
【図５】
2017166058.tif 000007
【図６】
2017166058.tif 000008
【図７】
2017166058.tif 000009
【図８】
2017166058.tif 000010
【図９】
2017166058.tif 000011
【図１０】
2017166058.tif 000012
【図１１】
2017166058.tif 000013
【図１２】
2017166058.tif 000014
【図１３】
2017166058.tif 000015
【図１４】
2017166058.tif 000016
【図１５】
2017166058.tif 000017
【図１６】
2017166058.tif 000018
【図１７】
2017166058.tif 000019
【図１８】
2017166058.tif 000020
【図１９】
2017166058.tif 000021
【図２０】
2017166058.tif 000022
【図２１】
2017166058.tif 000023
【図２２】
2017166058.tif 000024
【図２３】
2017166058.tif 000025
【図２４】
2017166058.tif 000026
【図２５】
2017166058.tif 000027
【図２６】
2017166058.tif 000028
【図２７】
2017166058.tif 000029