(57)【要約】【課題】造形物の品質低下を抑制すること。【解決手段】立体造形装置１０は、粉体２０を貯留する造形槽２２Ａと、造形槽２２Ａに貯留された粉体２０に造形液２８を吐出する吐出部２６と、造形槽２２Ａからこぼれ落ちた粉体２０を回収する回収部１１０と、回収部１１０で回収された粉体２０を供給槽１８Ａへ搬送する搬送部１２０と、を備え、回収部１１０は、回収した粉体２０を乾燥する乾燥部１３０と、乾燥部１３０により乾燥された粉体２０を粒径に基づいて分級する分級部１４０とを備え、搬送部１２０は、分級部１４０で分級された粉体２０のうち粒径の小さい粉体２０を供給槽１８Ａへ搬送することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留する槽と、
前記槽に貯留された前記粉体に造形液を吐出する吐出部と、
前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する回収部と、
前記回収部で回収された粉体を前記槽へ搬送する搬送部と、
を備え、
前記回収部は、
前記回収した粉体を乾燥する乾燥部と、
前記乾燥部により乾燥された粉体を粒径に基づいて分級する分級部と
を備え、
前記搬送部は、前記分級部で分級された粉体のうち粒径の小さい粉体を前記槽へ搬送する
ことを特徴とする立体造形装置。
【請求項２】
前記槽に貯留された粉体の上面を第１位置から第２位置にかけて第１方向に沿って移動することで前記上面を平坦化する平坦化部をさらに備え、
前記回収部は、前記第２位置付近において前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する
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】
前記乾燥部は、前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する回収筒と、前記回収筒内を撹拌する撹拌部と、前記回収筒内に予め収容された吸水性物質とを備え、前記撹拌部で前記粉体と前記吸水性物質とを撹拌することで、前記粉体の含水量を低減させ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４】
前記撹拌部は、前記回収筒内に回転可能に保持された回転軸部材と、前記回転軸部材の側面から突出する撹拌子とを備え、
前記撹拌子は、薄いブレード形状を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の立体造形装置。
【請求項５】
前記吸水性物質は、シリカゲル、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ（登録商標）などのゼオライト、アロフェンおよびクレイのうちのいずれか、または、少なくとも１つを含む混合物であることを特徴とする請求項３に記載の立体造形装置。
【請求項６】
前記乾燥部は、前記粉体を加熱することで乾燥させ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７】
前記分級部は、少なくとも前記粉体を通過させ且つ前記吸水性物質を通過させない篩いを備え、
前記吸水性物質の粒径は、前記粉体の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の立体造形装置。
【請求項８】
前記篩いは、前記粉体の粒径よりも大きく且つ前記吸水性物質の粒径よりも小さい目開きを持つメッシュであることを特徴とする請求項７に記載の立体造形装置。
【請求項９】
前記分級部は、前記篩いに振動を与える振動子をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の立体造形装置。
【請求項１０】
粉体を貯留する槽と、前記槽に貯留された前記粉体に造形液を吐出する吐出部と、前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する回収部と、前記回収部で回収された粉体を前記槽へ搬送する搬送部と、を備えた立体造形装置を用いた立体造形方法であって、
前記回収した粉体を乾燥する工程と、
前記乾燥された粉体を粒径に基づいて分級する工程と、
前記分級された粉体のうち粒径の小さい粉体を前記槽へ搬送する工程と
を含む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、立体造形装置および立体造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を用いた立体造形装置が知られている。例えば、粉体を供給し、粉体の表面を均して粉体層を形成し、粉体層に対して造形液を吐出してドットを形成する、といった一連の処理を繰り返し実行することで、立体造形物を造形する立体造形装置が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、立体造形装置において、未固化の粉体を回収して再利用する技術が存在する。しかしながら、上述のように粉体層に造形液を吐出してドットを形成する方法では、未固化の粉体が吐出された架橋剤含有水のミストや空気中の湿度などで凝集してしまう場合がある。凝集した粉体をそのまま再利用すると、造形物の品質が低下してしまう場合があるという問題が存在する。
【０００４】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、造形物の品質低下を抑制することができる立体造形装置およ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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる立体造形装置は、粉体を貯留する槽と、前記槽に貯留された前記粉体に造形液を吐出する吐出部と、前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する回収部と、前記回収部で回収された粉体を前記槽へ搬送する搬送部と、を備え、前記回収部は、前記回収した粉体を乾燥する乾燥部と、前記乾燥部により乾燥された粉体を粒径に基づいて分級する分級部とを備え、前記搬送部は、前記分級部で分級された粉体のうち粒径の小さい粉体を前記槽へ搬送することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明にかかる立体造形方法は、粉体を貯留する槽と、前記槽に貯留された前記粉体に造形液を吐出する吐出部と、前記槽からこぼれ落ちた粉体を回収する回収部と、前記回収部で回収された粉体を前記槽へ搬送する搬送部と、を備えた立体造形装置を用いた立体造形方法であって、前記回収した粉体を乾燥する工程と、前記乾燥された粉体を粒径に基づいて分級する工程と、前記分級された粉体のうち粒径の小さい粉体を前記槽へ搬送する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、造形物の品質低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる立体造形装置の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる立体造形装置の一連の処理の流れの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる立体造形物の造形の流れの一例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかるリサイクル機構の概略構成例を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる乾燥部の概略構成例を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる分級部の概略構成例を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる立体造形装置の機能ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる造形処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態にかかるリサイクル動作の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、情報処理装置のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、立体造形装置および立体造形方法の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、立体造形装置１０の一例を示す模式図である。
【００１１】
立体造形装置１０は、造形装置１２と、情報処理装置１４と、ＵＩ（ユーザインタフェース）部３６と、を備える。造形装置１２とＵＩ部３６は、情報処理装置１４にデータや信号授受可能に接続されている。
【００１２】
ＵＩ部３６は、ユーザによる各種操作指示を受付けると共に、各種情報を表示する。ＵＩ部３６は、例えば、キーボード、タッチパネル付のディスプレイ等である。なお、ＵＩ部３６は、ユーザからの操作指示を受付ける操作部と、各種情報を表示する表示部と、を別体とした構成であってもよい。
【００１３】
情報処理装置１４は、造形装置１２を制御する。造形装置１２は、情報処理装置１４の制御によって、立体造形物を造形する。造形装置１２は、供給部１８と、平坦化部１６と、吐出部２６と、造形部２２と、メンテナンス部２９と、を備える。
【００１４】
供給部１８は、造形部２２へ供給する粉体２０を貯留する。本実施の形態では、供給部１８と造形部２２とは、第１の方向（図１中、矢印Ｘ方向参照、以下、第１の方向Ｘと称する場合がある）に連続して配列されている。なお、本実施の形態では、第１の方向Ｘは、水平面における１つの方向であるものとして説明する。また、本実施の形態では、第１の方向Ｘは、連続して配列された供給部１８および造形部２２の内、供給部１８側を上流側とし、造形部２２側を下流側とする方向であるものとして説明する。
【００１５】
供給部１８は、供給槽１８Ａと、ステージ１８Ｃと、支持部材１８Ｂと、を含む。供給槽１８Ａは、内側に粉体２０を貯留する。供給槽１８Ａは、反鉛直方向（図１中、矢印ＺＡ方向）に開口している。本実施の形態では、供給槽１８Ａは、造形部２２における造形槽２２Ａ（詳細後述）の開口と同じ形状および同じ面積の開口を有し、造形部２２に対して第１の方向Ｘに連続して配置されている。
【００１６】
供給槽１８Ａには、供給槽１８Ａ内の粉体２０の貯留量が予め定めた量以下となったときに、所定量の粉体２０が供給槽１８Ａ内に貯留されるように、別途設けられた粉体供給機構から粉体２０が供給される。
【００１７】
ステージ１８Ｃは、供給槽１８Ａの内側の底部を構成する。ステージ１８Ｃは、支持部材１８Ｂによって支持されている。支持部材１８Ｂは、水平方向に対して直交する方向（図１中、矢印Ｚ方向参照）に移動可能となるように、ステージ１８Ｃを支持する。
【００１８】
本実施の形態では、支持部材１８Ｂは、情報処理装置１４の制御によって、ステージ１８Ｃを反鉛直方向（図１中、矢印ＺＡ方向参照）に予め定めた所定量ずつ移動させる。これによって、供給槽１８Ａの開口側に、供給槽１８Ａ内に貯留された粉体２０の一部が突出した状態となる。なお、供給槽１８Ａに粉体供給機構から粉体を供給する場合、支持部材１８Ｂは、情報処理装置１４の制御によって、ステージ１８Ｃを鉛直方向（図１中、矢印ＺＢ方向）へ移動させればよい。
【００１９】
造形部２２には、立体造形物が造形される。造形部２２は、造形槽２２Ａと、支持部材２２Ｂと、ステージ２２Ｃと、を備える。
【００２０】
造形槽２２Ａは、供給部１８から供給された粉体２０を貯留する。造形槽２２Ａ内に貯留された粉体２０に造形液２８が吐出されることで、造形槽２２Ａ内に立体造形物が造形される。造形槽２２Ａは、反鉛直方向（図１中、矢印ＺＡ方向）に開口している。造形槽２２Ａの開口は、供給槽１８Ａの開口に対して第１の方向Ｘに連続して配置されている。
【００２１】
ステージ２２Ｃは、造形槽２２Ａの内側の底部を構成する。ステージ２２Ｃは、支持部材２２Ｂによって支持されている。支持部材２２Ｂは、水平方向に対して直交する方向（図１中、矢印Ｚ方向参照）に移動可能となるように、ステージ２２Ｃを支持する。
【００２２】
本実施の形態では、支持部材２２Ｂは、情報処理装置１４の制御によって、ステージ２２Ｃを鉛直方向（図１中、矢印ＺＢ方向参照）に予め定めた所定量ずつ移動させる。これによって、造形槽２２Ａの開口側に、供給部１８から新たに供給される粉体２０を保持するための空間が形成されることとなる。
【００２３】
平坦化部１６は、供給槽１８Ａの開口における、供給部１８と造形部２２との配列方向である第１の方向Ｘに対して直交する方向（図１中、Ｙ方向）に長い部材である。平坦化部１６は、例えば、円柱状、板状である。
【００２４】
平坦化部１６は、第１の方向Ｘの上流側および下流側に向かって往復移動可能に支持されている。平坦化部１６は、情報処理装置１４の制御によって、第１の方向Ｘの上流側および下流側に向かって往復移動する。
【００２５】
平坦化部１６は、供給部１８より第１の方向Ｘの上流側を初期位置とし、情報処理装置１４の制御によって、第１の方向Ｘの下流側へ向かって第１の方向Ｘに移動する。これにより、供給槽１８Ａの開口から突出した粉体２０は、造形部２２側へと供給され、造形部２２に供給される。
【００２６】
そして、さらに、平坦化部１６は、情報処理装置１４の制御によって、第１の方向Ｘの下流側へと移動する。これによって、平坦化部１６は、造形部２２に供給された粉体２０の表面を第１の方向Ｘに均すことによって平坦化させ、層厚Ｊの粉体層２４を造形槽２２Ａに形成する。
【００２７】
なお、平坦化部１６は、供給部１８より第１の方向Ｘの上流側から、造形部２２より第１の方向Ｘの下流側へ移動することで、粉体層２４を形成した後に、第１の方向Ｘの上流側へと移動し、上記基準位置に戻る。
【００２８】
なお、本実施の形態では、供給部１８は、造形部２２へ供給する粉体２０を貯留し、平坦化部１６が第１の方向Ｘへ移動することで、供給部１８に貯留された粉体２０を造形部２２へ供給すると共に、粉体層２４を形成する場合を説明する。しかし、供給部１８が造形部２２へ粉体２０を供給し、造形部２２へ供給された粉体２０の表面を平坦化部１６が均すことで粉体層２４を形成する構成であってもよい。
【００２９】
吐出部２６は、粉体層２４の表面における、造形対象物に応じた位置に造形液２８を吐出してドット３０を形成する。
【００３０】
吐出部２６は、公知のインクジェット方式を用いた機構を備える。吐出部２６は、第１の方向Ｘと、水平方向に直交する方向（図１中、矢印Ｚ方向）と、第１の方向および矢印Ｚ方向に直交する方向（図１中、矢印Ｙ方向）と、の各々に移動可能に支持されている。
【００３１】
吐出部２６は、制御部１４Ｂの制御によって、粉体層２４の表面における、造形対象物に応じた位置に造形液２８を吐出することで、ドット３０を形成する。具体的には、吐出部２６は、複数のノズルの各々から造形液２８の液滴を吐出することで、ドット３０を形成する。
【００３２】
メンテナンス部２９は、吐出部２６の維持回復を行う機構である。メンテナンス部２９は、吐出部２６における造形液２８の吐出不良を回復させる機構を有する。メンテナンス部２９は、インクジェットヘッドに用いられる公知のメンテナンス機構であればよい。例えば、メンテナンス部２９は、吐出部２６のノズルから造形液２８を吸引する機構や、吐出部２６のノズル面をワイピング（払拭）する機構などを備えた構成であればよい。
【００３３】
情報処理装置１４は、粉体２０の供給、粉体層２４の形成、および造形液２８の吐出、の一連の処理をこの順に繰り返すように、供給部１８、平坦化部１６、および吐出部２６を制御することによって、造形対象物に対応する立体造形物を造形する。
【００３４】
ここで、粉体２０は、粒子状の基材の表面を被覆層で覆った構成である（詳細後述）。造形液２８は、この被覆層を溶解させた後に固化させる機能を有する液体である（詳細後述）。
【００３５】
このため、粉体層２４における、造形液２８が吐出されてドット３０の形成された領域内の粉体２０は、粉体２０の被覆層の少なくとも一部が溶解して互いに結合する。そして、粉体層２４の形成と造形液２８の吐出によるドット３０の形成が繰り返されることで、各粉体層２４に形成されたドット３０によるドット領域が連続して固化し、立体造形物として造形されることとなる。
【００３６】
図２は、上記一連の粉体２０の供給、粉体層２４の形成、および造形液２８の吐出、の一連の処理の流れの一例を示す模式図である。以下の一連の処理は、情報処理装置１４による制御によって行われる。
【００３７】
供給部１８および平坦化部１６によって粉体２０が造形部２２へ供給され、平坦化部１６によって第１の方向Ｘに平坦化されることで、例えば、１層目の粉体層２４（粉体層２４１）が形成される（図２（Ａ）参照）。
【００３８】
すると、吐出部２６が、粉体層２４１の表面における、造形対象物に応じた位置に造形液２８を吐出する（図２（Ａ））。これにより、粉体層２４１上には、造形液２８によるドット３０が形成される（図２（Ｂ）参照）。
【００３９】
次に、情報処理装置１４の制御によって、支持部材２２Ｂが、ステージ２２Ｃを鉛直方向（矢印ＺＢ方向）に所定量移動させる（図２（Ｃ）参照）。これにより、造形槽２２Ａの開口側に、供給部１８から新たに供給される粉体２０を保持するための空間が形成されることとなる。なお、この所定量は、形成される粉体層２４の層厚Ｊ以上の量であればよい。
【００４０】
粉体層２４の層厚Ｊは、例えば、吐出部２６から吐出された１滴の造形液２８が、１層の粉体層２４の厚み方向の一端部から他端部まで浸透する厚みであればよい。層厚Ｊは、粉体２０の種類や造形液２８の種類や吐出部２６の吐出特性などによって異なる。層厚Ｊは、例えば、数十〜１００μｍである。
【００４１】
次に、情報処理装置１４の制御によって、支持部材１８Ｂがステージ１８Ｃを反鉛直方向（矢印ＺＡ方向）に予め定めた所定量移動させる。この所定量は、層厚Ｊの粉体層２４を造形部２２に形成するために必要な量の粉体２０を、供給槽１８Ａの開口側に突出させることの可能な量であればよい。これによって、供給槽１８Ａの開口側には、供給槽１８Ａ内に貯留された粉体２０の一部が突出した状態となる（図２（Ｃ）参照）。
【００４２】
そして、平坦化部１６が、情報処理装置１４の制御によって、供給部１８より第１の方向Ｘの上流側の初期位置（第１の位置）から第１の方向Ｘの下流側へ向かって第１の方向Ｘに移動する。これにより、供給槽１８Ａの開口から突出した粉体２０は、造形部２２側へと供給され、造形部２２に供給される（図２（Ｃ）、図２（Ｄ）参照）。
【００４３】
そして、さらに、平坦化部１６が、第１の方向Ｘの下流側に位置する造形槽２２Ａの端（第２の位置）へと移動する。これによって、平坦化部１６は、造形部２２に供給された粉体２０の表面を第１の方向Ｘに均すことによって平坦化させ、層厚Ｊの粉体層２４２を形成する（図２（Ｄ）参照）。これにより、前回の一連の処理によってドット３０の形成された粉体層２４１上に、今回の一連の処理によって粉体層２４２が積層される。
【００４４】
そして、情報処理装置１４は、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に示す一連の処理を繰り返すように、造形装置１２を制御する。なお、情報処理装置１４は、前回の一連の処理（図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の一連の処理）によって粉体層２４に形成されたドット３０の表面が乾燥する前に、次の一連の処理によって新たな粉体層２４の形成および該粉体層２４への造形液２８の吐出が行われるように、一連の処理の繰り返しのタイミングを制御する。
【００４５】
情報処理装置１４が上記一連の処理を繰り返すように造形装置１２を制御することで、造形部２２にはドット３０の形成された粉体層２４が積層され、粉体層２４におけるドット３０の形成された領域が結合し、立体造形物３１として形成されることとなる。
【００４６】
次に、立体造形物の造形の流れを、更に詳細に説明する。図３は、立体造形物の造形の流れの一例を示す模式図である。
【００４７】
平坦化部１６によって形成された粉体層２４１に造形液２８が吐出されると、粉体層２４１にはドット３０１（ドット３０）が形成される（図３（Ａ）参照）。そして、ドット３０１の形成された粉体層２４１上に更に粉体層２４２が形成され（図３（Ｂ）参照）、粉体層２４２に造形液２８が吐出されてドット３０２が形成される（図３（Ｃ）参照）。
【００４８】
さらに、ドット３０２の形成された粉体層２４２上に粉体層２４３が形成され、粉体層２４３に造形液２８が吐出されてドット３０３が形成される（図３（Ｄ）参照）。
【００４９】
各粉体層２４（粉体層２４１〜粉体層２４３）の各々に吐出された造形液２８によるドット３０（ドット３０１〜ドット３０３）に含まれる粉体２０は、粉体２０の被覆層の少なくとも一部が溶解して互いに結合する。このため、粉体層２４に形成されたドット３０の表面が乾燥する前に、次の粉体層２４の形成および該粉体層２４へのドット３０の形成が行われることで、各粉体層２４に形成されたドット３０によるドット領域は連続して固化した領域となる。この連続して固化した領域（図３では、ドット３０１〜ドット３０３による領域）が、立体造形物３１となる。
【００５０】
なお、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）には、１つのドット３０を粉体層２４の厚み方向に重ねて形成する場合を一例として示した。しかし、造形対象物に応じて、粉体層２４の水平方向（第１の方向ＸおよびＹ方向による平面）に沿って複数のドット３０を形成してもよい（図３（Ｅ））。
【００５１】
ここで、図２（Ｄ）で説明したように、平坦化部１６が第１の方向Ｘの下流側へ向かって移動して供給槽１８Ａから造形槽２２Ａに粉体２０を供給した際に余った粉体２０は造形槽２２Ａの下流側（第２の位置側）からこぼれ落ちることとなる。このこぼれ落ちた粉体２０は回収して再利用することが可能であるが、上述のように粉体層２４に造形液２８を吐出してドット３０を形成する方法では、未固化の粉体２０が吐出された造形液２８のミストや空気中の湿度などで凝集してしまう場合がある。凝集した粉体２０をそのまま再利用すると、リコート後の粉体層２４の表面に凹凸が形成されるため、造形した立体造形物の品質が低下する恐れがある。また、凝集した粉体２０がインクの浸透性に影響を与えることも、立体造形物の品質を低下させる要因となる。
【００５２】
そこで本実施の形態では、凝集した粉体２０がそのまま再利用されることを防止するために、立体造形装置１０に図４に示すようなリサイクル機構１００を設ける。図４に示すように、リサイクル機構１００は、造形槽２２Ａからこぼれ落ちた粉体２０を回収して修復（復元）する回収部１１０と、回収部１１０で修復された粉体２０を供給部１８へ搬送する搬送部１２０とを備える。
【００５３】
回収部１１０は、回収した粉体２０を乾燥させる乾燥部１３０と、乾燥された粉体２０から不要物（後述する吸水性物質１３３や凝集されたままの粉体２０等）を取り除く分級部１４０とを備える。
【００５４】
図５に、乾燥部１３０の概略構成例を示す。図５に示すように、乾燥部１３０は、回収筒１３１と、撹拌部１３２と、センサ１３４とを備える。回収筒１３１は、造形槽２２Ａからこぼれ落ちた粉体２０を受ける側が拡径された漏斗状の形状を有している。撹拌部１３２は、回収筒１３１の中央に回転可能に保持された回転軸部材１３２Ａと、回転軸部材１３２Ａの側面から突出する複数の撹拌子１３２Ｂとを備える。したがって、回転軸部材１３２Ａの回転に連動して回転する撹拌子１３２Ｂによって、回収筒１３１内部がかき混ぜられる。センサ１３４は、ＣＣＤカメラや接触型または非接触型の静電センサなどで構成され、回収筒１３１内への粉体２０の進入を検出する。
【００５５】
この構成において、回収筒１３１内への粉体２０の進入がセンサ１３４によって検出されると、回転軸部材１３２Ａが不図示のモータによって回転駆動される。回収筒１３１内には凝集していない粉体２０よりも粒径が大きい吸水性物質１３３が予め収容されている。したがって、回転軸部材１３２Ａが回転することで、撹拌子１３２Ｂによって粉体２０と吸水性物質１３３とが撹拌される。これにより、粉体２０の含水量が低下して乾燥して、凝集していた粉体２０の凝集が解かれる。また、撹拌による物理的な衝撃によっても粉体２０の凝集が解かれ得る。
【００５６】
なお、撹拌子１３２Ｂは、たとえば薄いブレード形状であってもよい。薄いブレード形状の撹拌子１３２Ｂを用いることで、凝集した粉体２０を細かく解すことが可能となる。
【００５７】
また、吸水性物質１３３には、シリカゲル、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ（登録商標）などのゼオライト、アロフェンおよびクレイのうちのいずれか、または、少なくとも１つを含む混合物を用いることができる。これらの物質は、物理的に粉体２０を乾燥させるものであるため、化学的な反応を利用したものと異なり、物質の特性が変化し難く、かつ、吸水性物質１３３自体の乾燥も容易であるという利点を備える。
【００５８】
乾燥部１３０を通過した粉体２０は、乾燥部１３０に対して重力方向の下方に位置する分級部１４０に進入する。図６に、分級部１４０の概略構成例を示す。図６に示すように、分級部１４０は、筒１４１と、篩い１４２と、振動子１４３とを備える。筒１４１は、回収筒１３１の下部から搬送部１２０までを連通する円筒状の形状を有する。
【００５９】
篩い１４２は、筒１４１の内部を塞ぐように設けられており、乾燥部１３０から進入した物体をその粒径に基づいて分級する。たとえば凝集していない粉体２０の粒径は、凝集している粉体２０および吸水性物質１３３の粒径よりも小さい。そこで本実施の形態では、篩い１４２は、乾燥部１３０から進入した物体を凝集が解かれた粉体２０と吸水性物質１３３およびその他の不要物（凝集したままの粉体２０等）とに分級する。この分級により、粒径の小さい粒子である凝集していない粉体２０は、篩い１４２を通過し、分級部１４０に対して重力方向の下方に位置する開口から搬送部１２０に進入し、その後、搬送部１２０によって供給部１８の供給槽１８Ａに搬送されて再利用される。
【００６０】
ここで、篩い１４２の目開きは、凝集していない粉体２０の粒径よりも大きく、吸水性物質１３３およびその他の不要物（凝集した粉体２０等）よりも小さいサイズであることが好ましい。例えば、凝集していない粉体２０の平均粒径を４０μｍとし、吸水性物質１３３の平均粒径を１０００μｍとした場合、篩い１４２には目開きが７５μｍ程度のものを使用することができる。
【００６１】
ただし、凝集した粉体２０を通過させない程度の目開きの篩い１４２を用いた場合、粉体２０によって篩い１４２が目詰まりを起こし、分級効率が低下する可能性がある。そこで本実施の形態では、篩い１４２を振動させる振動子１４３を設けることで、篩い１４２の目詰まりを抑制する。また、篩い１４２を振動させる振動子１４３を設けることで、分級速度の向上を期待できる。さらに、凝集したまま乾燥部１３０を通過した粉体２０の凝集を解くことも可能となるため、分級により得られる凝集していない粉体２０の量（分級量という）の向上も期待できる。
【００６２】
振動子１４３の取り付け位置は、筒１４１の外側であってもよいし、筒１４１の内側であってもよい。また、振動子１４３は、篩い１４２に接触するように設けられてもよい。振動子１４３が篩い１４２に与える振動の方向は、粉体２０の通過方向と平行であることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００６３】
以上のように、回収した粉体２０を乾燥および分級して再利用する構成を備えることで、リコート後の粉体層２４の表面の凹凸を低減でき、それにより、造形した立体造形物の品質低下を抑制することが可能となる。また、凝集した粉体２０がインクの浸透性に影響を与えることも抑制でき、それにより、立体造形物の品質が低下することを抑制することも可能となる。
【００６４】
なお、粉体２０を乾燥する方法としては、上述したような吸水性物質１３３と粉体２０とを撹拌する方法の他に、粉体２０を加熱することで乾燥させる方法も考えられる。ただし、粉体２０が基材を水溶性有機材料で覆った構造をしている場合、水溶性有機材料が熱に弱い可能性がある。その場合、上述した吸水性物質１３３を用いる方法が好ましい。
【００６５】
つぎに、本実施の形態にかかる立体造形装置１０の機能ブロック構成を図面を参照して詳細に説明する。図７は、本実施の形態の立体造形装置１０の機能ブロック図である。図７に示すように、立体造形装置１０は、ＵＩ部３６と、記憶部３８と、情報処理装置１４と、造形装置１２と、を備える。ＵＩ部３６、記憶部３８、および造形装置１２は、情報処理装置１４にデータや信号授受可能に接続されている。記憶部３８は、各種データを記憶する。
【００６６】
情報処理装置１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などを含んで構成されるコンピュータであり、立体造形装置１０全体を制御する。なお、情報処理装置１４は、汎用のＣＰＵ以外で構成してもよい。例えば、情報処理装置１４は、回路などで構成してもよい。
【００６７】
情報処理装置１４は、受付部１４Ａと、制御部１４Ｂと、を含む。受付部１４Ａおよび制御部１４Ｂの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
【００６８】
受付部１４Ａは、メンテナンス部２９またはＵＩ部３６から、動作停止を示す停止信号と、動作再開を示す再開信号と、を受付ける。
【００６９】
例えば、情報処理装置１４は、所定時間ごとに、メンテナンス部２９による吐出部２６のメンテナンスを実行するように、吐出部２６およびメンテナンス部２９を制御する。この所定時間は、吐出部２６の機構、造形液２８の種類、立体造形装置１０の設置環境などに応じて、適宜定めればよい。また、この所定時間は、ユーザによるＵＩ部３６の操作指示によって変更可能としてもよい。
【００７０】
そして、情報処理装置１４の制御によってメンテナンス部２９が吐出部２６のメンテナンスを開始するときに、メンテナンス部２９が情報処理装置１４へ動作停止を示す停止信号を送信すればよい。この場合、受付部１４Ａは、メンテナンス部２９から停止信号を受付ける。
【００７１】
また、メンテナンス部２９は、吐出部２６のメンテナンスが終了したときに、動作再開を示す再開信号を情報処理装置１４へ送信する。この場合、受付部１４Ａは、メンテナンス部２９から動作再開信号を受付ける。
【００７２】
制御部１４Ｂは、粉体２０の供給、粉体層２４の形成、および造形液２８の吐出、の一連の処理を繰り返すように、供給部１８、平坦化部１６、および吐出部２６を制御する。制御部１４Ｂの制御によって、造形対象物に対応する立体造形物３１が造形される。
【００７３】
詳細には、制御部１４Ｂは、造形対象物を示す画像データから、造形装置１２で立体造形物３１を造形可能な印刷データを生成する。印刷データの生成には、公知の方法を用いればよい。制御部１４Ｂは、外部装置などから通信回線を介して画像データを取得してもよいし、記憶部３８から画像データを取得してもよい。そして、制御部１４Ｂは、取得した画像データを用いて印刷データを生成すればよい。
【００７４】
制御部１４Ｂは、印刷データを用いて、印刷データに応じて上記一連の処理を繰り返すように造形装置１２を制御することで、造形対象物に対応する立体造形物３１を造形するように造形装置１２を制御する。
【００７５】
また、制御部１４Ｂは、回収筒１３１への粉体２０の進入が乾燥部１３０のセンサ１３４によって検出されると、乾燥部１３０と分級部１４０とを駆動して回収した粉体２０を乾燥および分級する。また、制御部１４Ｂは、搬送部１２０を駆動して粉体２０を供給部１８の供給槽２２Ａへ搬送する。これにより、乾燥および分級された粉体２０が供給槽１８Ａへ搬送されて再利用される。
【００７６】
次に、本実施の形態の情報処理装置１４で実行する造形処理の手順を説明する。図８は、造形処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、制御部１４Ｂが、造形対象物を示す画像データから、造形装置１２で立体造形物を造形可能な印刷データを生成する（ステップＳ１０２）。そして、制御部１４Ｂは、印刷データを用いて造形装置１２を制御することで、造形対象物に対応する立体造形物３１を造形するように、造形装置１２を制御する。
【００７８】
詳細には、制御部１４Ｂは、粉体２０の供給を行うように、供給部１８を制御する（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、制御部１４Ｂは、平坦化部１６の駆動、供給部１８の支持部材１８Ｂの駆動、および支持部材２２Ｂの駆動を制御することで、粉体２０の供給を行うように制御する。ステップＳ１０４の処理によって、造形部２２に粉体２０が供給される。
【００７９】
次に、制御部１４Ｂは、粉体層２４を形成するように平坦化部１６を制御する（ステップＳ１０６）。本実施の形態では、制御部１４Ｂは、平坦化部１６を制御することによって、造形部２２に供給された粉体２０の表面を第１の方向Ｘに均すことによって平坦化させ、層厚Ｊの粉体層２４を形成するように制御する。ステップＳ１０６の処理によって、粉体層２４が形成される。
【００８０】
次に、制御部１４Ｂは、造形液２８を吐出するように吐出部２６を制御する（ステップＳ１０８）。本実施の形態では、制御部１４Ｂは、ステップＳ１０２で生成された印刷データに応じて、粉体層２４の表面における造形対象物に応じた位置に造形液２８を吐出してドット３０を形成するように、吐出部２６を制御する。ステップＳ１０８の処理によって、粉体層２４に造形液２８が吐出され、ドット３０が形成される。
【００８１】
次に、制御部１４Ｂは、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の一連の処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１０）。制御部１４Ｂは、ステップＳ１０２で生成した印刷データに応じた立体造形物の形成に必要な回数、一連の処理を繰り返したか否かを判別することで、ステップＳ１１０の判断を行う。
【００８２】
ステップＳ１１０で否定判断すると（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、上記ステップＳ１０４へ戻る。一方、ステップＳ１１０で肯定判断すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
【００８３】
つづいて、本実施の形態の情報処理装置１４で実行するリサイクル動作の手順を説明する。図９は、リサイクル動作の手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、制御部１４Ｂは、乾燥部１３０のセンサ１３４によって回収筒１３１内への粉体２０の進入が検出されるまで待機する（ステップＳ２０１；ＮＯ）。回収筒１３１内への粉体２０の進入が検出されると（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、制御部１４Ｂは、不図示のモータを駆動して乾燥部１３０における回転軸部材１３２Ａの回転を開始する。これにより、進入した粉体２０と予め収容されている吸水性物質１３３との撹拌が開始される（ステップＳ２０２）。つづいて、制御部１４Ｂは、分級部１４０における振動子１４３の振動を開始するとともに（ステップＳ２０３）、搬送部１２０を駆動して分級部１４０を通過した粉体２０の供給槽１８Ａへの搬送を開始する（ステップＳ２０４）。
【００８４】
つぎに、制御部１４Ｂは、回収筒１３１への粉体２０の進入が検出されなくなるまで（ステップＳ２０５；ＮＯ）上記の動作を継続する。粉体２０の進入が検出されなくなると（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、制御部１４Ｂは、乾燥部１３０での撹拌と、分級部１４０での振動と、搬送部１２０での搬送とを順次停止する（ステップＳ２０６〜Ｓ２０８）。なお、撹拌、振動および搬送の停止は、回収筒１３１への粉体２０の進入が検出されなくなった時点で実行されてもよいし、進入が検出されなくなった時点から所定時間経過した後に実行されてもよい。
【００８５】
その後、制御部１４Ｂは、本動作を終了するか否かを判定し（ステップＳ２０９）、終了する場合（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、本動作を終了する。一方、終了しない場合（ステップＳ２０９；ＮＯ）、制御部１４Ｂは、ステップＳ２０１へリターンして以降の動作を実行する。
【００８６】
なお、図９におけるステップＳ２０２〜Ｓ２０８までの動作は、回収筒１３１への粉体２０の進入が検出された際、すなわち、造形槽２２Ａから粉体２０がこぼれ落ちた際に限らず、たとえば立体造形装置１０の起動時や電源オフ時など、種々のタイミングで実行されてもよい。
【００８７】
また、上述では、造形装置１２の槽が供給部１８の供給槽１８Ａと造形部２２の造形槽２２Ａとに分かれている場合を例示したが、これに限らず、供給槽１８Ａと造形槽２２Ａとが１つの槽である構造、もしくは、供給槽１８Ａが省略された構造であってもよい。
【００８８】
次に、本実施の形態で用いる粉体２０および造形液２８について、具体的に説明する。
【００８９】
＜粉体＞
粉体２０は、粒子状の基材の表面を被覆層で覆った構成である。なお、粉体２０は、更に他の成分などを含んだ構成であってもよい。
【００９０】
―基材―
まず、基材について説明する。基材は、粉末状または粒子状である。基材の材質は、例えば、金属、セラミックス、カーボン、ポリマー、木材、生体親和材料、砂などである。より強度の高い立体造形物３１を製造する観点からは、基材には、焼結処理の可能な金属や、セラミックスを用いることが好ましい。
【００９１】
金属は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）鋼、鉄、銅、チタン、銀などである。ステンレス（ＳＵＳ）鋼は、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌなどである。セラミックスは、例えば、金属酸化物などである。具体的には、セラミックスは、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）などである。カーボンは、例えば、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレンなどである。
【００９２】
ポリマーは、例えば、水に不溶な公知の樹脂などである。木材は、例えば、ウッドチップ、セルロースなどである。生体親和材料は、例えば、ポリ乳酸、リン酸カルシウムなどである。
【００９３】
基材は、上記材料の内の１種から構成してもよいし、上記材料の複数種を混合した構成であってもよい。
【００９４】
また、基材には、上記材料で構成された市販品の粒子や粉末を使用してもよい。例えば、市販品としては、ＳＵＳ３１６Ｌ（山陽特殊製鋼株式会社製、ＰＳＳ３１６Ｌ）、ＳｉＯ２（株式会社トクヤマ製、エクセリカＳＥ−１５Ｋ）、ＡｌＯ２（大明化学工業株式会社製、タイミクロンＴＭ−５Ｄ）、ＺｒＯ２（東ソー株式会社製、ＴＺ−Ｂ５３）などが挙げられる。
【００９５】
基材の表面には、基材の表面を覆う後述する被覆層との親和性を高める観点などから、公知の表面（改質）処理を施してもよい。
【００９６】
基材の平均粒子径は、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。基材の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上３００μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以上２５０μｍ以下が更に好ましい。
【００９７】
基材の平均粒子径が、０．１μｍ以上５００μｍ以下であると、立体造形物３１の製造効率に優れ、取扱性やハンドリング性が良好である。基材の平均粒子径が、５００μｍ以下であると、粉体２０を用いて粉体層２４を形成したときに、粉体層２４における粉体２０の充填率が向上し、得られる立体造形物３１に空隙等が生じ難い。
【００９８】
基材の平均粒子径は、公知の粒径測定装置、例えば、マイクロトラックＨＲＡ（日機装株式会社製）などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
【００９９】
基材の粒度分布は、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。基材の外形、表面積、円形度、流動性、濡れ性等についても、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。
【０１００】
―被覆層―
次に、基材の表面を覆う被覆層について説明する。被覆層は、造形液２８によって溶解された後に固化する機能を有する層であればよく、造形液２８の種類によって調整すればよい。
【０１０１】
例えば、被覆層は、有機材料で構成することが好ましい。
【０１０２】
有機材料としては、造形液２８に溶解し、造形液２８に含まれる架橋剤などの作用により架橋可能な性質を有するものであることが好ましい。
【０１０３】
造形液２８に溶解する、とは、例えば、３０℃の造形液２８の溶媒１００ｇに有機材料を１ｇ混合して撹拌したときに、有機材料の９０質量％以上が溶解することを意味する。
【０１０４】
また、被覆層に用いる有機材料は、有機材料の４質量％（ｗ／ｗ％）溶液の２０℃における粘度が４０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、５ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下が特に好ましい。
【０１０５】
被覆層に用いる有機材料の上記粘度が４０ｍＰａ・ｓ以下であると、粉体２０に吐出した造形液２８によるドット３０から形成される立体造形物３１の強度や寸法精度が向上する。なお、粘度は、例えば、ＪＩＳＫ７１１７に準拠して測定すればよい。
【０１０６】
被覆層に用いる有機材料は、造形液２８によって溶解された後に固化する機能を有する材料であればよく、目的や造形液２８の種類などに応じて適宜選択すればよい。ただし、被覆層に用いる有機材料は、取り扱い性や環境負荷などの観点から、水溶性であることが好ましい。このような有機材料は、例えば、水溶性樹脂、水溶性プレポリマー、などである。
【０１０７】
被覆層として水溶性の有機材料を採用した粉体２０を用いる場合、造形液２８には、水性媒体を用いることができる。また、被覆層として水溶性の有機材料を採用すると、粉体２０の廃棄やリサイクル時に、水処理によって有機材料と基材とを分離することができる。
【０１０８】
水溶性樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、セルロース樹脂、デンプン、ゼラチン、ビニル樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレングリコール、などである。
【０１０９】
これらの水溶性樹脂は、水溶性を示す限りにおいて、ホモポリマー（単独重合体）であってもよいし、ヘテロポリマー（共重合体）であってもよく、また、変性されていてもよい。また、水溶性樹脂には、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよい。
【０１１０】
例えば、被覆層にポリビニルアルコール樹脂を用いる場合、ポリビニルアルコールや、アセトアセチル基、アセチル基、シリコーン等による変性ポリビニルアルコール（アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、アセチル基変性ポリビニルアルコール、シリコーン変性ポリビニルアルコールなど）や、ブタンジオールビニルアルコール共重合体等を用いればよい。
【０１１１】
また、被覆層にポリアクリル酸樹脂を用いる場合、ポリアクリル酸や、ポリアクリル酸ナトリウム等の塩を用いればよい。また、被覆層にセルロース樹脂を用いる場合、セルロースや、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いればよい。また、被覆層にアクリル樹脂を用いる場合、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸／無水マレイン酸共重合体などを用いればよい。
【０１１２】
被覆層に水溶性プレポリマーを用いる場合、例えば、止水剤等に含まれる接着性の水溶性イソシアネートプレポリマー、などを用いればよい。
【０１１３】
被覆層を構成可能な、水溶性以外の有機材料や樹脂としては、例えば、アクリル、マレイン酸、シリコーン、ブチラール、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸共重合体、α−オレフィン／無水マレイン酸系共重合体、α−オレフィン／無水マレイン酸系共重合体のエステル化物、ポリスチレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、α−オレフィン／無水マレイン酸／ビニル基含有モノマー共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、スチレン／（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂、石油樹脂、ロジン又はその誘導体、クマロンインデン樹脂、テルペン樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン／ブタジエンゴム、ポリビニルブチラール、ニトリルゴム、アクリルゴム、エチレン／プロピレンゴム等の合成ゴム、ニトロセルロースなどが挙げられる。
【０１１４】
なお、被覆層には、架橋性官能基を有する有機材料を用いることが好ましい。架橋性官能基は、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。架橋性官能基は、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミド基、リン酸基、チオール基、アセトアセチル基、エーテル結合、などである。
【０１１５】
被覆層に、架橋性官能基を有する有機材料を用いることで、有機材料が容易に架橋し硬化物としての立体造形物３１を形成し得る観点から好ましい。
【０１１６】
被覆層に用いる有機材料としては、平均重合度が４００以上１，１００以下のポリビニルアルコール樹脂を用いることが好ましい。更に、被覆層に用いる有機材料には、上記したように架橋性の官能基を分子内に導入した変性ポリビニルアルコール樹脂を用いることが好ましい。特に、被覆層には、アセトアセチル基変性のポリビニルアルコール樹脂を用いることが好ましい。
【０１１７】
例えば、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂を被覆層に用いる場合、造形液２８に含まれる架橋剤中の金属の作用により、アセトアセチル基が金属を介して複雑な三次元ネットワーク構造（架橋構造）を容易に形成し得る（架橋反応性に優れる）。このため、造形された立体造形物３１は、曲げ強度に非常に優れたものとなる。
【０１１８】
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂（アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール樹脂）としては、粘度、けん化度等の特性が異なるものを１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、被覆層には、平均重合度が４００以上１，１００以下のアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール樹脂を用いることがより好ましい。
【０１１９】
被覆層に用いる有機材料としては、上記に挙げた材料を１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、また、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。
【０１２０】
被覆層に用いる市販品としては、例えば、ポリビニルアルコール（株式会社クラレ製、ＰＶＡ−２０５Ｃ、ＰＶＡ−２２０Ｃ）、ポリアクリル酸（東亞合成株式会社製、ジュリマーＡＣ−１０）、ポリアクリル酸ナトリウム（東亞合成株式会社製、ジュリマーＡＣ−１０３Ｐ）、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール（日本合成化学工業株式会社製、ゴーセネックスＺ−３００、ゴーセネックスＺ−１００、ゴーセネックスＺ−２００、ゴーセネックスＺ−２０５、ゴーセネックスＺ−２１０、ゴーセネックスＺ−２２０）、カルボキシ基変性ポリビニルアルコール（日本合成化学工業株式会社製、ゴーセネックスＴ−３３０、ゴーセネックスＴ−３５０、ゴーセネックスＴ−３３０Ｔ）、ブタンジオールビニルアルコールコポリマー（日本合成化学工業株式会社製、ニチゴーＧ−ポリマーＯＫＳ−８０４１）、ダイアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＤＦ−０５）、カルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬株式会社製、セロゲン５Ａ、セロゲン６Ａ）、デンプン（三和澱粉工業株式会社製、ハイスタードＰＳＳ−５）、ゼラチン（新田ゼラチン株式会社製、ビーマトリックスゼラチン）などが挙げられる。
【０１２１】
被覆層の厚みは限定されないが、例えば、平均厚みが５ｎｍ以上１，０００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が更に好ましく、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下が特に好ましい。
【０１２２】
被覆層の平均厚みが、５ｎｍ以上であると、粉体２０に吐出した造形液２８によるドット３０から形成される立体造形物３１の強度が向上する。また、被覆層の平均厚みが１，０００ｎｍ以下であると、粉体２０に吐出した造形液２８によるドット３０から形成される立体造形物３１の寸法精度が向上する。
【０１２３】
被覆層の平均厚みは、例えば、粉体２０をアクリル樹脂等に包埋した後、エッチング等を行って基材の表面を露出させた後、走査型トンネル顕微鏡ＳＴＭ、原子間力顕微鏡ＡＦＭ、走査型電子顕微鏡ＳＥＭなどを用いることにより、測定することができる。
【０１２４】
なお、被覆層の厚みは、被覆層として架橋剤を含む材料を用いることで、架橋剤を含まない場合より薄くすることが可能である。すなわち、架橋剤による硬化作用を利用することで、被覆層の厚みを薄くすることが可能であり、造形される立体造形物３１の強度と精度の両立を実現することができる。
【０１２５】
被覆層による基材の表面の被覆率（面積率）は、目的に応じて適宜調整すればよく、特に制限はない。被覆層による基材の表面の被覆率は、例えば、１５％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、８０％以上が特に好ましい。
【０１２６】
被覆率が、１５％以上であると、粉体２０に吐出した造形液２８によるドット３０から形成される立体造形物３１の強度が向上する。また、被覆率が１５％以上であると、粉体２０に吐出した造形液２８によるドット３０から形成される立体造形物３１の寸法精度が向上する。
【０１２７】
被覆層による基材の表面の被覆率は、例えば、粉体２０の電子顕微鏡写真を観察し、該写真に写る該粉体２０について、基材の表面の全面積に対する、被覆層により被覆された部分の面積の割合（％）の平均値を算出する。そして、この平均値を被覆率として用いてもよい。また、粉体２０の基材における被覆層で被覆された部分について、ＳＥＭ−ＥＤＳ等のエネルギー分散型Ｘ線分光法による元素マッピングを行うことにより、被覆率を測定してもよい。
【０１２８】
なお、粉体２０は、そのほかの成分を含んでいてもよい。その他の成分は、目的に応じて適宜選択すればよく、特に制限はない。例えば、そのほかの成分としては、流動化剤、フィラー、レベリング剤、焼結助剤、などが挙げられる。
【０１２９】
粉体２０を、流動化剤を含む構成とすることで、粉体層２４を容易にかつ効率よく形成することができる。粉体２０を、フィラーを含む構成とすることで、造形された立体造形物３１に空隙の発生を抑制することができる。また、粉体２０をレベリング剤を含む構成とすることで、粉体２０の濡れ性が向上し、ハンドリングを容易とすることができる。粉体２０を焼結助剤を含む構成とすることで、造形された立体造形物３１を焼結する場合に、より低温で焼結することが可能となる。
【０１３０】
―粉体の製造方法―
粉体２０の製造方法は、目的に応じて適宜選択すればよく、特に制限されない。
【０１３１】
例えば、基材の粒子（または粉末）の表面を、公知の被覆方法を用いて被覆層で被覆すればよい。公知の被覆方法としては、例えば、転動流動コーティング法、スプレードライ法、撹拌混合添加法、ディッピング法、ニーダーコート法などが挙げられる。また、これらの被覆方法は、公知の市販の各種コーティング装置、造粒装置などを用いて実施することができる。
【０１３２】
―粉体の物性―
粉体２０の平均粒子径は、目的に応じて適宜調整すればよく、制限されない。粉体２０の平均粒子径は、例えば、３μｍ以上２５０μｍ以下が好ましく、３μｍ以上２００μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上１５０μｍ以下が更に好ましく、１０μｍ以上８５μｍ以下が特に好ましい。
【０１３３】
粉体２０の平均粒子径が３μｍ以上であると、粉体２０の流動性が向上し、粉体層２４が形成しやすく、且つ粉体層２４の表面の平滑性が向上する。このため、立体造形物３１の造形効率の向上や、立体造形物３１のハンドリング性や寸法精度の向上を図ることができる。
【０１３４】
粉体２０の平均粒子径が２５０μｍ以下であると、粉体層２４における粉体２０間の空間の大きさを小さくすることができる。このため、立体造形物３１の空間率を小さくすることができ、立体造形物３１の強度向上を図ることができる。これらの観点から、粉体２０の平均粒子径は、３μｍ以上２５０μｍ以下であることが、寸法精度と強度の両立の観点から好ましい。
【０１３５】
粉体２０の粒度分布は、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。
【０１３６】
粉体２０の安息角は、６０度以下が好ましく、５０度以下がより好ましく、４０度以下が更に好ましい。粉体２０の安息角が６０度以下であると、粉体２０を所望の場所に効率よく安定して配置させることができる。なお、安息角は、例えば、粉体特性測定装置（パウダテスタＰＴ−Ｎ型、ホソカワミクロン株式会社製）などを用いて測定することができる。
【０１３７】
＜造形液＞
次に、本実施の形態で用いた造形液２８について説明する。造形液２８は、粉体２０の被覆層を溶解させた後に固化させる機能を有する液体であればよい。
【０１３８】
このため、造形液２８は、造形に用いる粉体２０の被覆層の材質に応じて適宜調整すればよい。例えば、造形液２８は、粉体２０の被覆層を溶解させる溶媒を含む。
【０１３９】
造形液２８を構成する溶媒は、粉体２０の被覆層を溶解可能であればよく、限定されない。例えば、溶媒は、水、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトンなどの親水性溶媒、脂肪族炭化水素、グリコールエーテル等のエーテル系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、高級アルコールなどである。
【０１４０】
これらの中でも、環境負荷や造形液２８の吐出安定性の観点から、親水性溶媒を用いることが好ましく、水がより好ましい。なお、親水性溶媒としては、水と、アルコール等の水以外の成分と、を混合した溶媒であってもよい。また、造形液２８に親水性溶媒を用いる場合、粉体２０の被覆層の構成材料は、水溶性有機材料を主成分としたものであることが好ましい。
【０１４１】
造形液２８に用いる親水性溶媒は、例えば、水、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトン、などである。なお、親水性溶媒は、アルコール等の水以外の成分を含有する有機溶剤であってもよい。
【０１４２】
なお、造形液２８は、粉体２０の被覆層を構成する材料を架橋する架橋剤を含有することが好ましい。また、造形液２８は、粉体２０の被覆層を溶解する溶媒や、該溶媒による溶解を促進させる成分や、造形液２８の保存安定性を保つ安定化剤などを含有してもよい。また、造形液２８は、必要に応じて、更にその他の成分を含有した構成であってもよい。
【０１４３】
架橋剤を含む造形液２８を用いる場合、粉体２０に造形液２８を吐出することで、粉体２０の被覆層（に含まれる樹脂など）が造形液２８に溶解すると共に、造形液２８に含まれる架橋剤によって架橋する。これにより、粉体２０における、造形液２８の吐出された領域は、粉体２０の被覆層が互いに連結して固化した状態となる。
【０１４４】
造形液２８に含まれる架橋剤は、粉体２０の被覆層に含まれる有機材料などの樹脂を架橋可能な性質を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。架橋剤は、例えば、金属塩、金属錯体、有機ジルコニウム系化合物、有機チタン系化合物、キレート剤、などである。
【０１４５】
有機ジルコニウム系化合物は、例えば、酸塩化ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、乳酸ジルコニウムアンモニウムなどである。
【０１４６】
有機チタン系化合物は、例えば、チタンアシレート、チタンアルコキシドなどである。
【０１４７】
金属塩は、例えば、２価以上の陽イオン金属を水中で電離するものなどである。金属塩は、具体的には、オキシ塩化ジルコニウム八水和物（４価）、水酸化アルミニウム（３価）、水酸化マグネシウム（２価）、チタンラクテートアンモニウム塩（４価）、塩基性酢酸アルミニウム（３価）、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩（４価）、チタントリエタノールアミネート（４価）などである。
【０１４８】
なお、金属塩として、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、オキシ塩化ジルコニウム八水和物（第一稀元素化学工業株式会社製、酸塩化ジルコニウム）、水酸化アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）、水酸化マグネシウム（和光純薬工業株式会社製）、チタンラクテートアンモニウム塩（マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスＴＣ−３００）、ジルコニウムラクテートアンモニウム塩（マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスＺＣ−３００）、塩基性酢酸アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）、ビスビニルスルホン化合物（富士フイルムファインケミカルズ株式会社製、ＶＳＢ（Ｋ−ＦＪＣ））、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩（第一稀元素化学工業株式会社製、ジルコゾールＡＣ−２０）、チタントリエタノールアミネート（マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスＴＣ−４００）などが挙げられる。
【０１４９】
これらの中でも、得られる立体造形物３１の強度に優れる点で炭酸ジルコニウムアンモニウム塩がより好ましい。
【０１５０】
造形液２８は、１種類の架橋剤を含む構成であってもよいし、複数種類の架橋剤を含む構成であってもよい。造形液２８に含まれる架橋剤は、上記の中でも、金属塩がより好ましい。
【０１５１】
また、造形液２８は、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性材を含むことで、造形液２８の表面張力を調整することができる。
【０１５２】
界面活性剤は、例えば、アニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤である。なお、湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択することが好ましい。
【０１５３】
造形液２８の粘度は限定されないが、例えば、２５℃における粘度が２５ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。造形液２８の２５℃における粘度が２５ｍＰａ・ｓ以下であると、吐出部２６が造形液２８を安定して吐出可能であることから、好ましい。
【０１５４】
また、造形液２８は、５０℃で３日間放置した前後の粘度変化率が２０％未満であることが好ましい。造形液２８の粘度変化率が２０％以上になると、吐出部２６による造形液２８の吐出が不安定になることがある。
【０１５５】
次に、本実施の形態における情報処理装置１４のハードウェア構成を説明する。
【０１５６】
図１０は、情報処理装置１４のハードウェア構成図である。情報処理装置１４は、ＣＰＵ３００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０４、およびＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０６を有する。ＣＰＵ３００、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０４、およびＩ／Ｆ３０６は、バス３０８により相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【０１５７】
本実施の形態の情報処理装置１４で実行される造形処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ３０２などに予め組み込んで提供される。
【０１５８】
なお、本実施の形態の情報処理装置１４で実行される造形処理を実行するためのプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。
【０１５９】
また、本実施の形態の情報処理装置１４で実行される造形処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態の情報処理装置１４で実行される造形処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【０１６０】
本実施の形態の情報処理装置１４で実行される造形処理を実行するためのプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ３００がＲＯＭ３０２等の記憶媒体から各プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０１６１】
なお、上記には、本実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１６２】
１０  立体造形装置
１４  情報処理装置
１４Ａ  受付部
１４Ｂ  制御部
１６  平坦化部
１８  供給部
２０  粉体
２２  造形部
２６  吐出部
１００  リサイクル機構
１１０  回収部
１２０  搬送部
１３０  乾燥部
１３１  回収筒
１３２  撹拌部
１３２Ａ  回転軸部材
１３２Ｂ  撹拌子
１３３  吸水性物質
１３４  センサ
１４０  分級部
１４１  筒
１４２  篩い
１４３  振動子
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６３】
【特許文献１】特開平６−３０８８２８号公報
【図１】
2017100292.tif 000003
【図２】
2017100292.tif 000004
【図３】
2017100292.tif 000005
【図４】
2017100292.tif 000006
【図５】
2017100292.tif 000007
【図６】
2017100292.tif 000008
【図７】
2017100292.tif 000009
【図８】
2017100292.tif 000010
【図９】
2017100292.tif 000011
【図１０】
2017100292.tif 000012