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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-01
(45)【発行日】2022-04-11
(54)【発明の名称】造形装置、造形方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
B29C 64/295 20170101AFI20220404BHJP
B29C 64/118 20170101ALI20220404BHJP
B29C 64/194 20170101ALI20220404BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20220404BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20220404BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220404BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20220404BHJP
【ＦＩ】
B29C64/295
B29C64/118
B29C64/194
B29C64/393
B33Y10/00
B33Y30/00
B33Y50/02
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2018047351
(22)【出願日】2018-03-14
(65)【公開番号】P2019155784
(43)【公開日】2019-09-19
【審査請求日】2021-01-18
(73)【特許権者】
【識別番号】516262549
【氏名又は名称】エス．ラボ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】秋枝 智美
(72)【発明者】
【氏名】伊東 陽一
(72)【発明者】
【氏名】高井 篤
(72)【発明者】
【氏名】荒生 剛志
【審査官】▲来▼田 優来
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１３５５９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３５３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１２０４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ６４／００－６４／４０，６７／００
Ｂ３３Ｙ１０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の造形材料を積層することにより、第１の造形材料の積層体である第１の造形領域と、第２の造形材料の積層体である第２の造形領域と、を含む造形物を造形可能な造形装置であって、
形成された造形材料層を加熱する加熱部と、
加熱された前記造形材料層上に溶融した造形材料を吐出し、複数の造形材料列を前記造形材料層の積層方向に交差する交差方向に配列することにより前記造形材料層を積層させる吐出部と、
前記造形材料列における、次に吐出する前記造形材料が接する接触対象領域を加熱するように、前記加熱部を制御する加熱制御部と、
前記第１の造形領域と前記第２の造形領域との界面となる少なくとも１層の前記造形材料層の形成において、前記第１の造形材料による前記造形材料列と、前記第２の造形材料による前記造形材料列とが交互に配列されるように、前記吐出部を制御する吐出制御部と、
を備える造形装置。
【請求項2】
前記吐出制御部は、前記界面となる少なくとも１層の前記造形材料層が、前記積層方向および前記交差方向の少なくとも一方に沿って形成されるように、前記吐出部を制御する、
請求項１に記載の造形装置。
【請求項3】
前記加熱制御部は、前記造形材料列の前記積層方向の端面、および前記造形材料列の前記交差方向の端面を含む前記接触対象領域を加熱するように、前記加熱部を制御する、
請求項１または請求項２に記載の造形装置。
【請求項4】
前記加熱部は、レーザ光の照射、加熱した空気の送風、および、前記接触対象領域の接触加熱、の少なくとも１つによって前記接触対象領域を加熱する、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の造形装置。
【請求項5】
形成された造形材料層を加熱するステップと、加熱された前記造形材料層上に溶融した造形材料を吐出し、複数の造形材料列を前記造形材料層の積層方向に交差する交差方向に配列することにより前記造形材料層を積層させるステップと、
を含む造形方法であって、
前記加熱するステップは、
前記造形材料列における、次に吐出する前記造形材料が接する接触対象領域を加熱することを含み、
前記積層させるステップは、
第１の造形材料を積層して第１の造形領域を形成することと、
第２の造形材料を積層して第２の造形領域を形成することと、
前記第１の造形領域と前記第２の造形領域との境界において、界面となる少なくとも１層の前記造形材料層を形成することと、
を含み、
前記界面となる少なくとも１層の前記造形材料層の形成において、前記第１の造形材料による前記造形材料列と、前記第２の造形材料による前記造形材料列とが交互に配列されるように、前記造形材料の吐出を制御する、
造形方法。
【請求項6】
前記積層させるステップにおいて、前記界面となる少なくとも１層の前記造形材料層は、前記積層方向および前記交差方向の少なくとも一方に沿って形成される、
請求項５に記載の造形方法。
【請求項7】
造形材料層を加熱する加熱部と、加熱された前記造形材料層上に溶融した造形材料を吐出し、複数の造形材料列を前記造形材料層の積層方向に交差する交差方向に配列することにより前記造形材料層を積層させる吐出部と、を備えた造形装置に接続されたコンピュータに造形装置の制御を実行させるプログラムであって、
前記造形材料列における、次に吐出する前記造形材料が接する接触対象領域を加熱するように、前記加熱部を制御するステップと、
前記吐出部を制御することにより、
第１の造形材料を積層して第１の造形領域を形成し、
第２の造形材料を積層して第２の造形領域を形成し、
前記第１の造形領域と前記第２の造形領域との境界において、界面となる少なくとも１層の前記造形材料層を形成し、
前記界面となる少なくとも１層の前記造形材料層の形成において、前記第１の造形材料による前記造形材料列と、前記第２の造形材料による前記造形材料列とを交互に配列させる、ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、造形装置、造形方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
金型などを用いずに造形物を作製する装置として、３Ｄプリンタが普及しつつある。熱溶解積層法（ＦＦＦ（Ｆｕｓｅｄ Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ））を用いた３Ｄプリンタは、コンシューマ向けにも浸透している。また、複数種類の造形材料を用いて造形された造形物の強度向上を図る技術が知られている。
【0003】
特許文献１には、２種類の造形材料を交互に配列した層上に、２種類の造形材料を下層側の配列方向に対して交差する方向に交互に配列した層を積層する構成が開示されている。特許文献１の技術では、同じ種類の造形材料による接合力を利用して、積層方向の接着力の低下を抑制している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来技術では、造形物の形状を制限せずに、異なる種類の造形材料で構成された造形物の強度向上を図ることは困難であった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形物の形状を制限せずに、異なる種類の造形材料で構成された造形物を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、造形装置は、複数の造形材料を積層することにより、第１の造形材料の積層体である第１の造形領域と、第２の造形材料の積層体である第２の造形領域と、を含む造形物を造形可能な造形装置であって、形成された造形材料層を加熱する加熱部と、加熱された前記造形材料層上に溶融した造形材料を吐出し、複数の造形材料列を前記造形材料層の積層方向に交差する交差方向に配列することにより前記造形材料層を積層させる吐出部と、前記造形材料列における、次に吐出する前記造形材料が接する接触対象領域を加熱するように、前記加熱部を制御する加熱制御部と、前記第１の造形領域と前記第２の造形領域との界面となる少なくとも１層の前記造形材料層の形成において、前記第１の造形材料による前記造形材料列と、前記第２の造形材料による前記造形材料列とが交互に配列されるように、前記吐出部を制御する吐出制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、造形物の形状を制限せずに、異なる種類の造形材料で構成された造形物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら、本実施の形態の造形装置、造形方法、およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書において、同じ構成および機能を示す部分には、同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する場合がある。
【0010】
なお、本実施の形態では、熱溶解積層法（ＦＦＦ）により造形物を造形する造形装置を、一例として説明する。なお、造形装置は、三次元の造形物を造形する装置であればよく、造形方法は熱溶解積層法（ＦＦＦ）に限定されない。
【0011】
図１は、本実施の形態の造形装置１の一例を示す模式図である。
【0012】
造形装置１の筐体２の内部には、造形テーブル３が設けられている。造形テーブル３は、造形物Ｍを保持する。すなわち、造形テーブル３上に、造形物Ｍが造形される。
【0013】
造形物Ｍの造形には、造形材料が用いられる。本実施の形態では、造形材料として、フィラメントＦを用いる。フィラメントＦは、造形材料を細長いワイヤー形状にした固体材料である。造形材料は、熱可塑性樹脂である。
【0014】
フィラメントＦは、巻き回された状態で造形装置１における筐体２の外部のリール４にセットされている。リール４は、フィラメントＦの駆動手段であるエクストルーダ１１の回転に引っ張られることで、大きく抵抗力を働かせることなく自転する。
【0015】
また、筐体２内には、吐出部１０が設けられている。吐出部１０は、溶融した造形材料を吐出して造形材料層を積層させ、造形材料層の積層体である造形物Ｍを形成する。
【0016】
図２は、吐出部１０による吐出の説明図である。図２（Ａ）は、吐出部１０の断面模式図の一例である。吐出部１０は、エクストルーダ１１、冷却ブロック１２、フィラメントガイド１４、加熱ブロック１５、吐出ノズル１８、撮像モジュール１０１、ねじり回転機構１０２、およびその他の部品によってモジュール化されている。フィラメントＦは、エクストルーダ１１によって引き込まれることで、吐出部１０へ供給される。
【0017】
撮像モジュール１０１は、吐出部１０に引き込まれたフィラメントＦの３６０°像、すなわち、フィラメントＦにおけるある部分の全方位の画像を撮影する。図２には、吐出部１０が２つの撮像モジュール１０１を備えた構成を、一例として示した。なお、吐出部１０に設けられる撮像モジュール１０１の数は、２つに限定されない。例えば、反射板を備えた構成とすることで、１つの撮像モジュール１０１により、フィラメントＦの３６０°像を撮影してもよい。
【0018】
撮像モジュール１０１は、例えば、レンズなどの結像光学系と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの撮像素子と、を備えたカメラである。
【0019】
ねじり回転機構１０２は、フィラメントＦを延伸方向に対して直交する方向に回転させることで、フィラメントＦの方向を規制する。径測定部１０３は、撮像モジュール１０１によって撮影されたフィラメントＦの画像から、Ｘ軸（矢印Ｘ方向）、Ｙ軸（矢印Ｙ方向）の２方向におけるフィラメントのエッジ間の幅を、それぞれ径として測定する。Ｘ軸およびＹ軸は、互いに直交する２軸である。また、Ｘ軸およびＹ軸は、Ｚ軸に対して直交する。Ｚ軸は、鉛直方向および造形材料層４０の積層方向（矢印Ｚ方向）に一致する。
【0020】
なお、以下では、積層方向（矢印Ｚ方向）を、単に、積層方向Ｚと称して説明する場合がある。また、積層方向に交差する方向（ＸＹ平面に沿った方向）を、単に、交差方向ＸＹと称して説明する場合がある。
【0021】
加熱ブロック１５は、ヒータなどの熱源１６と、ヒータの温度を制御するための熱電対１７と、を有する。加熱ブロック１５は、フィラメントＦを加熱溶融し、溶融したフィラメントＦである溶融フィラメントＦＭを、吐出ノズル１８へ供給する。
【0022】
なお、溶融とは、加熱ブロック１５による加熱前に比べて、固相に対する液相の比率が高くなった状態を意味する。すなわち、溶融には、フィラメントＦの溶け始めから溶けて液状となるまでの状態が含まれ、半溶融状態および溶融状態の双方が含まれる。
【0023】
冷却ブロック１２は、加熱ブロック１５とエクストルーダ１１との間に設けられている。冷却ブロック１２は、冷却源１３を有し、フィラメントＦを冷却する。冷却ブロック１２は、加熱ブロック１５からの溶融フィラメントＦＭの逆流、フィラメントＦの押出抵抗の増大、および溶融フィラメントＦＭの固化による詰まり、などを防ぐ。エクストルーダ１１によって冷却ブロック１２側へ押し出されたフィラメントＦは、フィラメントガイド１４を介して加熱ブロック１５へ供給される。
【0024】
加熱ブロック１５における、造形材料層４０の鉛直方向の下流側端面には、吐出ノズル１８が設けられている。加熱ブロック１５へ供給されたフィラメントＦは、加熱ブロック１５によって溶融される。そして、溶融されたフィラメントＦである溶融フィラメントＦＭは、吐出ノズル１８から吐出される。溶融フィラメントＦＭは、溶融された造形材料の一例である。
【0025】
本実施の形態では、吐出ノズル１８は、造形テーブル３上に、溶融フィラメントＦＭを線状に押し出すようにして吐出する。このため、造形テーブル３には、溶融フィラメントＦＭによる造形材料列４２が形成される。そして、この造形材料列４２が交差方向ＸＹに沿って複数配列されることで、１層の造形材料層４０が形成される。そして、複数の造形材料層４０が積層方向Ｚに積層されることで、造形物Ｍが造形される。
【0026】
本実施の形態では、吐出部１０は、複数の吐出部１０（第１吐出部１０Ａ、第２吐出部１０Ｂ）を有する。
【0027】
本実施の形態では、吐出部１０は、互いに異なる種類の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出する、２つの吐出部１０（第１吐出部１０Ａ、第２吐出部１０Ｂ）を含む場合を一例として説明する。なお、これらの第１吐出部１０Ａおよび第２吐出部１０Ｂを総称して説明する場合には、単に、吐出部１０と称して説明する。
【0028】
なお、吐出部１０は、互いに異なる複数種類の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出する構成であればよく、３つ以上の吐出部１０を含む構成であってもよい。すなわち、吐出部１０は、３種類以上の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出可能な構成であってもよい。
【0029】
第１吐出部１０Ａおよび第２吐出部１０Ｂには、互いに異なる種類の造形材料からなるフィラメントＦがセットされる。第１吐出部１０Ａおよび第２吐出部１０Ｂの各々は、互いに異なる種類の造形材料からなるフィラメントＦを溶融した溶融フィラメントＦＭを吐出する。複数種類の造形材料は、熱可塑性を有し、組成および組成比の少なくとも一方の異なる造形材料であればよい。
【0030】
図１に戻り説明を続ける。造形装置１には、加熱部２０が設けられている。造形装置１は、１つの加熱部２０を備えていてもよいし、複数の加熱部２０を備えていてもよい。
【0031】
加熱部２０は、接触対象領域Ｒを加熱する。加熱部２０は、接触対象領域Ｒを加熱するための加熱源２１を備える。加熱源２１は、例えば、レーザ光を照射するレーザ光源、温風を接触対象領域Ｒに向かって送付する温風源、接触対象領域Ｒを接触加熱する接触加熱源、などである。このため、加熱部２０は、レーザ光の照射、加熱した空気の送風、および、接触対象領域Ｒの接触加熱、の少なくとも１つによって接触対象領域Ｒを加熱する。
【0032】
接触対象領域Ｒは、加熱部２０が加熱する対象の領域である。接触対象領域Ｒは、造形テーブル３上に形成された造形材料層４０上の少なくとも一部の領域を含む。本実施の形態では、接触対象領域Ｒは、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料（溶融フィラメントＦＭ）が接する対象の領域である。言い換えると、接触対象領域Ｒは、次に吐出する造形材料の溶融フィラメントＦＭが、吐出された後に接触する対象の領域である。
【0033】
具体的には、接触対象領域Ｒは、造形材料層４０を構成する造形材料列４２における、次に吐出する溶融フィラメントＦＭ（造形材料）が接する対象の領域である。
【0034】
図２（Ｂ）を用いて説明する。例えば、１層目の造形材料層４０１上に、２層目の造形材料層４０２を造形する工程において、該造形材料層４０２を構成する複数の造形材料列４２の内、２本の造形材料列４２（造形材料列４２２１、造形材料列４２２２）を形成した状態であるとする。そして、該造形材料列４２２２の隣に造形材料列４２２３を造形するための溶融フィラメントＦＭを吐出する直前のタイミングを想定する。
【0035】
この場合、接触対象領域Ｒは、形成済の複数の造形材料列４２（造形材料列４２１１～造形材料列４２１４、造形材料列４２２１～造形材料列４２２２）における、次に吐出する造形材料の溶融フィラメントＦＭが接する対象の接触対象領域Ｒである。具体的には、接触対象領域Ｒは、造形材料列４２２２の側面ＲＢおよび造形材料列４２１３の積層方向Ｚの上面ＲＡ（端面）を、少なくとも含む領域である。
【0036】
このように、接触対象領域Ｒは、造形材料列４２の積層方向Ｚの端面である上面ＲＡと、造形材料列４２の交差方向ＸＹの端面である側面ＲＢと、を含む。
【0037】
なお、加熱部２０の加熱源２１から出力される熱の熱量は、接触対象領域Ｒを溶融させるのに十分な熱量であればよい。
【0038】
なお、加熱部２０は、特定の領域である接触対象領域Ｒを選択的に加熱可能に構成されている。本実施の形態では、加熱部２０は、回転ステージ１９によって支持されている。
【0039】
図３は、加熱部２０および回転ステージ１９を拡大して示した模式図である。回転ステージ１９は、異なる複数の方向から接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を搬送する。本実施の形態では、加熱部２０は、吐出ノズル１８を中心に回転する。加熱部２０は、回転ステージ１９の回転に伴い回転移動する。
【0040】
これにより、加熱部２０は、異なる複数の方向から接触対象領域Ｒを加熱することができる。
【0041】
また、加熱部２０は、吐出ノズル１８の移動方向に常に追従して、吐出ノズル１８によって溶融フィラメントＦＭの吐出される直前の接触対象領域Ｒを加熱することができる。すなわち、加熱部２０は、吐出ノズル１８の移動方向が変わっても、吐出ノズル１８による吐出に先回りして接触対象領域Ｒを加熱することができる。
【0042】
また、加熱部２０を、接触対象領域Ｒを中心に回転させることで、接触対象領域Ｒを継続して加熱することができる。具体的には加熱部２０を、吐出ノズル１８を中心に回転させることで、吐出ノズル１８による造形物Ｍの形成時には、溶融フィラメントＦＭを吐出される直前の接触対象領域Ｒを、継続して加熱することが可能となる。
【0043】
図１に戻り説明を続ける。吐出部１０および加熱部２０は、Ｘ軸駆動軸３１によって、Ｘ軸方向（矢印Ｘ方向）にスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動軸３１は、造形材料層４０の積層方向Ｚに対して直交する平面（交差方向ＸＹに沿った平面）における一方向（例えば矢印Ｘ軸方向）に長い駆動軸である。Ｘ軸駆動軸３１には、Ｘ軸駆動モータ３２が設けられている。吐出部１０および加熱部２０は、Ｘ軸駆動モータ３２の駆動力により、Ｘ軸方向へ移動する。
【0044】
Ｘ軸駆動モータ３２は、Ｙ軸駆動軸３３Ａに沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｙ軸駆動軸３３Ａは、造形材料層４０の積層方向Ｚに対して直交する平面における、Ｘ軸方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）に長い駆動軸である。Ｙ軸駆動軸３３Ａには、Ｙ軸駆動モータ３３が設けられている。吐出部１０、加熱部２０、およびＸ軸駆動モータ３２は、Ｙ軸駆動モータ３３の駆動力により、Ｙ軸方向へ移動する。
【0045】
造形テーブル３は、造形材料層４０の積層方向Ｚに長いＺ軸駆動軸３４、および、ガイド軸３５に通され、造形材料層４０の積層方向に沿って移動可能に保持されている。Ｚ軸駆動軸３４には、Ｚ軸駆動モータ３６が設けられている。造形テーブル３は、Ｚ軸駆動モータ３６の駆動力により、造形材料層４０の積層方向Ｚへ移動する。造形テーブル３には、積載された造形物Ｍを加熱するための加熱機構が設けられていてもよい。
【0046】
このため、造形装置１は、造形テーブル３上に形成された造形材料層４０上の任意の領域である接触対象領域Ｒを、加熱部２０によって選択的に加熱可能な構成となっている。また、造形装置１は、造形テーブル３上の任意の領域に、複数種類の造形材料からなる溶融フィラメントＦＭを吐出可能な構成となっている。
【0047】
また、造形装置１は、クリーニングブラシ３７およびダストボックス３８を備える。クリーニングブラシ３７は、吐出ノズル１８の先端周辺をクリーニングする。例えば、クリーニングブラシ３７は、吐出ノズル１８の周辺に飛散した造形材料などによる粉塵を、ダストボックス３８へ集積させる。
【0048】
図４は、造形装置１のハードウェア構成図の一例である。造形装置１は、制御部１００を有する。制御部１００は、ＣＰＵあるいは回路などによって構築されている。制御部１００は、造形装置１に設けられた各部と電気的に接続されている。
【0049】
制御部１００は、加熱制御部１００Ａと、吐出制御部１００Ｂと、を含む。加熱制御部１００Ａは、加熱部２０を制御する（詳細後述）。吐出制御部１００Ｂは、吐出部１０を制御する（詳細後述）。
【0050】
造形装置１は、Ｘ軸座標検知機構１０５Ａと、Ｙ軸座標検知機構１０５Ｂと、Ｚ軸座標検知機構Ｋ１０５Ｃと、を備える。
【0051】
Ｘ軸座標検知機構１０５Ａは、吐出部１０および加熱部２０のＸ軸方向位置を検知する。Ｘ軸座標検知機構１０５Ａは、Ｘ軸方向検知結果を制御部１００へ送信する。制御部１００は、Ｘ軸方向検知結果に基づいてＸ軸駆動モータ３２の駆動を制御することで、吐出部１０および加熱部２０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。
【0052】
Ｙ軸座標検知機構１０５Ｂは、吐出部１０および加熱部２０のＹ軸方向位置を検知する。Ｙ軸座標検知機構１０５Ｂは、Ｙ軸方向検知結果を、制御部１００へ送信する。制御部１００は、Ｙ軸方向検知結果に基づいてＹ軸駆動モータ３３の駆動を制御することで、吐出部１０および加熱部２０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。
【0053】
Ｚ軸座標検知機構１０５Ｃは、造形テーブル３のＺ軸方向位置を検知する。Ｚ軸座標検知機構１０５Ｃは、Ｚ軸方向検知結果を、制御部１００へ送信する。制御部１００は、Ｚ軸方向検知結果に基づいてＺ軸駆動モータ３６の駆動を制御することで、造形テーブル３を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。
【0054】
このように、制御部１００は、吐出部１０、加熱部２０、および造形テーブル３の移動を制御することにより、吐出部１０、加熱部２０、および造形テーブル３の相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させる。
【0055】
さらに、制御部１００は、エクストルーダ１１、冷却ブロック１２、加熱ブロック１５、吐出ノズル１８、レーザ光源２１Ａ、クリーニングブラシ３７、回転ステージＲＳ、撮像モジュール１０１、ねじり回転機構１０２、径測定部１０３、温度センサ１０４、および切削部７の駆動部７Ｃに制御信号を送信することで、これらの駆動を制御する。
【0056】
温度センサ１０４は、接触対象領域Ｒの温度を測定する。温度センサ１０４は、温度測定結果を、制御部１００へ出力する。制御部１００は、温度測定結果に基づいて加熱源２１の出力を制御することで、接触対象領域Ｒに加える熱の温度を調整する。
【0057】
次に、造形装置１による造形材料層４０の積層の概要を説明する。図５は、造形材料層４０の積層の一例を示す説明図である。
【0058】
本実施の形態では、加熱部２０は、加熱源２１から照射される熱（例えば、レーザ光Ｌ）を用いて、造形材料層４０における接触対象領域Ｒを加熱する。吐出部１０は、加熱された接触対象領域Ｒ上に溶融フィラメントＦＭを吐出する。
【0059】
詳細には、加熱部２０は、形成された造形材料層４０における、次に吐出する溶融フィラメントＦＭが接する接触対象領域Ｒを加熱する。この加熱により、加熱部２０は、造形材料層４０上における接触対象領域Ｒを、再加熱する。再加熱とは、溶融フィラメントＦＭが冷却されて固化した後に、再度加熱することを表す。再加熱の温度は特に限定されないが、形成済の造形材料層４０の融点以上の温度であることが好ましい。
【0060】
接触対象領域Ｒの温度は、温度センサ１０４によって測定される（図４参照）。温度センサ１０４は、測定部の一例である。本実施形態では、温度センサ１０４は、加熱源２１の近傍に配置されている。温度センサ１０４は、温度測定結果を、制御部１００へ出力する。制御部１００は、温度測定結果に基づいて加熱部２０の出力を制御することで、接触対象領域Ｒに加える熱の温度を調整する。
【0061】
形成済の造形材料層４０の表面を再加熱することで、造形材料層４０における、再加熱された接触対象領域Ｒと、該接触対象領域Ｒに次に吐出された溶融フィラメントＦＭと、の温度差が小さくなり、これらの構成材料が混ざり合うことで、これらの層間の接着性が向上する。すなわち、複数の造形材料層４０の、積層方向Ｚの強度が向上する。
【0062】
ここで、複数種類の造形材料を用いて造形物Ｍを造形する場合がある。従来では、このような複数種類の造形材料を用いて造形物を造形する場合、造形物の形状を制限せずに、強度低下の抑制された造形物Ｍを提供することは困難であった。
【0063】
図６は、従来の比較造形物Ｍ’の一例を示す模式図である。２種類の造形材料として、第１の造形材料と、第２の造形材料を用いる場合を説明する。
【0064】
従来では、第１の造形材料と第２の造形材料を用いて比較造形物Ｍ’を造形する場合、第１の造形材料による第１の造形材料層４０ＡをＮ層まで積層し、Ｎ＋１層から第２の造形材料による第２の造形材料層４０Ｂを積層していた。また、従来では、Ｎ＋１層の形成時に、Ｎ層の第１の造形材料層４０Ａの加熱を行わず、Ｎ＋１層の第２の造形材料層４０Ｂを積層していた。
【0065】
このような従来方法では、第１の造形材料層４０Ａの積層体である第１の造形領域４４０Ａと、第２の造形材料層４０Ｂの積層体である第２の造形領域４４０Ｂと、の層間の接着強度が低かった。このため、異なる種類の造形材料層４０が隣接するＮ層とＮ＋１層との境界で積層体が剥がれ、比較造形物Ｍ’が分離してしまっていた。
【0066】
従来方法における接着強度が弱い要因は、造形材料が既に冷えて固化が始まった状態のＮ層上に、Ｎ＋１層を吐出するため、上下の層間に隙間が空いて接着面積が少なくなり、接着力が弱まるためと考えられる。
【0067】
また、２種類の造形材料を用いた造形の従来方法として、２種類の造形材料を交互に配列した層上に、２種類の造形材料を下層側の配列方向に対して交差する方向に交互に配列した層を積層する構成が開示されている。しかし、この従来技術では、造形物の形状が限定されてしまっていた。このため、従来では、造形物の形状を制限せずに、異なる種類の造形材料で構成された造形物の強度向上を図ることは困難であった。
【0068】
すなわち、従来では、異なる種類の造形材料を用いて造形物を造形する場合、造形物の形状を制限せずに、強度低下を抑制することは困難であった。
【0069】
そこで、本実施の形態の造形装置１では、制御部１００の加熱制御部１００Ａが、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。また、制御部１００の吐出制御部１００Ｂが、互いに異なる種類の造形材料による造形材料列４２を交互に配列するように、吐出部１０を制御する。
【0070】
図７～図１１を用いて説明する。図７～図１１は、本実施の形態の造形物Ｍの製造方法の一例の説明図である。複数種類のフィラメントＦ（造形材料）として、第１の造形材料と、第２の造形材料を用いる場合を説明する。また、第１の造形材料による第１の造形材料層４０Ａと第２の造形材料による第２の造形材料層４０Ｂを、Ｎ層において隣接させる場合を想定する。すなわち、Ｎ層は、第１の造形材料層４０Ａと第２の造形材料層４０Ｂの境界を含む層である。なお、上述したように、造形装置１が造形する造形物Ｍを構成する造形材料の種類は、２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。
【0071】
まず、吐出制御部１００Ｂは、吐出部１０を矢印Ｙ方向に移動させながら第１の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出することで、矢印Ｙ方向に長い第１の造形材料列４２Ａを形成するように、吐出部１０を制御する。吐出制御部１００Ｂは、この処理を、矢印Ｘ方向に沿って繰返し行うことで、１層（例えば、Ｎ－３層）の第１の造形材料層４０Ａを形成する。
【0072】
なお、このとき、加熱制御部１００Ａは、１列の第１の造形材料列４２Ａが形成されるごとに、形成済の第１の造形材料列４２Ａの側面ＲＢ（図７では図示省略、図２（Ｂ）参照）を接触対象領域Ｒとして加熱し、吐出制御部１００Ｂは、加熱された接触対象領域Ｒに接するように次の第１の造形材料列４２Ａを吐出する。
【0073】
この処理によって、矢印Ｘ方向に沿って複数の第１の造形材料列４２Ａを配列してなる、最下層の第１の造形材料層４０Ａが形成される。最下層（Ｎ－３層）の第１の造形材料層４０Ａを形成すると、加熱制御部１００Ａが、第１の造形材料層４０Ａを構成する第１の造形材料列４２Ａにおける接触対象領域Ｒを加熱するように加熱部２０を制御する。そして、加熱により溶融された接触対象領域Ｒに、吐出制御部１００Ｂが第１の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出することで、第１の造形材料列４２Ａを形成する。この処理を繰返すことで、Ｎ－２層～Ｎ－１層の第１の造形材料層４０Ａを積層方向Ｚに積層する。
【0074】
加熱溶融された接触対象領域Ｒに接するように、次の溶融フィラメントＦＭが吐出されることで、ミクロ的アンカー効果（詳細後述）と分子鎖の絡み合いの効果（詳細後述）により、複数の第１の造形材料列４２Ａおよび複数の第１の造形材料層４０Ａからなる第１の造形領域４４Ａの、積層方向Ｚおよび交差方向ＸＹの接着強度の向上を図ることができる。
【0075】
次に、図８に示すように、Ｎ層目において、加熱制御部１００Ａは、Ｎ－１層目の第１の造形材料層４０Ａにおける第１の造形材料列４２Ａ上の接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。このとき、加熱制御部１００Ａは、矢印Ｘ方向に向かって１列ごとに、Ｎ－１層目の第１の造形材料列４２Ａ上の領域を、接触対象領域Ｒとして加熱するように加熱部２０を制御する。詳細には、加熱制御部１００Ａは、１列の第１の造形材料列４２Ａ分の間隔を隔てた領域を、接触対象領域Ｒとして加熱するように制御する。そして、吐出制御部１００Ｂは、加熱部２０によって加熱された接触対象領域Ｒ上に、第１の造形材料による溶融フィラメントＦＭを吐出し、第１の造形材料列４２Ａを形成する。
【0076】
上述したように、Ｎ層は、第１の造形材料層４０Ａと第２の造形材料層４０Ｂとが隣接する層である。すなわち、Ｎ層は、第１の造形材料層４０Ａによる第１の造形領域４４Ａと、第２の造形材料層４０Ｂによる第２の造形領域と、の境界を含む層である。
【0077】
本実施の形態の制御部１００は、この境界を含む層であるＮ層について、１つ下層のＮ－１層の第１の造形材料列４２Ａの表面を加熱しながら、１列ずつ間隔を隔てて第１の造形材料列４２Ａを形成するように、加熱部２０および吐出部１０を制御する。
【0078】
なお、制御部１００は、境界を含む層であるＮ層について、複数列ずつ隔てて第１の造形材料列４２Ａを吐出するように加熱部２０および吐出部１０を制御すれよく、１列に限定されない。
【0079】
次に、図９に示すように、吐出制御部１００Ｂは、Ｎ－１層上に１列ごと間隔を隔てて形成された第１の造形材料列４２Ａの間を埋めるように、第２の造形材料による第２の造形材料列４２Ｂの溶融フィラメントＦＭを順次吐出するよう、吐出部１０を制御する。このとき、加熱制御部１００Ａは、吐出部１０による溶融フィラメントＦＭの吐出前に、Ｎ－１層の第１の造形材料列４２Ａの上面ＲＡと、Ｎ層の形成済の第１の造形材料列４２Ａの側面ＲＢと、を含む接触対象領域Ｒを加熱するように加熱部２０を制御する。
【0080】
このため、吐出制御部１００Ｂは、Ｎ層において、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂが矢印Ｘ方向に沿って交互に配列されるように、吐出部１０を制御する。すなわち、吐出制御部１００Ｂは、複数種類の造形材料によって形成される複数種類の造形領域（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）の境界が、互いに異なる種類の造形材料列４２（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）を交互に配列することによって形成される境界となるように、吐出部１０を制御する。
【0081】
また、加熱制御部１００Ａは、吐出部１０による造形材料の吐出前に、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。
【0082】
このため、第１の造形材料層４０Ａによる第１の造形領域４４Ａと、第２の造形材料層４０Ｂによる第２の造形領域と、の境界の接着強度が、ミクロ的アンカー効果およびマクロ的アンカー効果（詳細後述）によって高くなる。
【0083】
次に、図１０に示すように、加熱制御部１００Ａが、Ｎ層を構成する造形材料列４２における接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。そして、加熱により溶融された接触対象領域Ｒに、吐出制御部１００Ｂが第２の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出することで、第２の造形材料列４２Ｂを形成する。この処理を繰返すことで、Ｎ＋１層の第２の造形材料層４０Ｂを積層方向Ｚに積層する。
【0084】
次に、図１１に示すように、Ｎ＋１層と同様の処理を、順次繰り返すことで、第２の造形材料層４０Ｂを順次積層し、造形物Ｍを造形する。
【0085】
加熱溶融された接触対象領域Ｒに接するように、次の溶融フィラメントＦＭが吐出されることで、ミクロ的アンカー効果（詳細後述）と分子鎖の絡み合いの効果（詳細後述）により、複数の造形材料列４２からなる造形材料層４０の、積層方向Ｚおよび交差方向ＸＹの接着強度の向上を図ることができる。
【0086】
次に、ミクロ的アンカー効果、分子鎖の絡み合いの効果、およびマクロ的アンカー効果について説明する。
【0087】
【0088】
従来方法では、図１２（Ｂ）に示すように、下層（Ｎ―１層）の造形材料層４０が冷え固まった状態で、上層（Ｎ層）の造形材料層４０のための造形材料を吐出していた。この場合、Ｎ層用に吐出された溶融状態の造形材料は、下層側に隣接するＮ－１層が冷えているため、Ｎ－１層の造形材料層４０の表面の微視的な凹凸に入り込む前に固まってしまい、この凹凸に入り込むことができない。
【0089】
一方、本実施の形態の造形装置１では、図１２（Ｃ）に示すように、造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出する直前にＮ－１層の接触対象領域Ｒを加熱する。このため、溶融して滑らかとなったＮ－１層の造形材料層４０の表面に、造形材料による溶融フィラメントＦＭが吐出されてＮ層が形成される（図１２（Ｄ）参照）。
【0090】
このため、Ｎ層用に吐出された溶融状態の造形材料は、下層側に隣接するＮ－１層の造形材料層４０の表面の微視的な凹凸に入り込む。このため、Ｎ－１層とＮ層との間の微視的な接着面積が大きくなる。
【0091】
また、上述したように、接触対象領域Ｒには、造形材料列４２の積層方向Ｚの端面である上面ＲＡと、造形材料列４２の交差方向ＸＹの端面である側面ＲＢと、が含まれる。
【0092】
このため、本実施の形態では、交差方向ＸＹに隣接する造形材料列４２間の微視的な接着面積も、上記と同様に大きくなる。
【0093】
このような微視的な凹凸のよる接着面積の増大を、ミクロ的アンカー効果と称する。
【0094】
このように、本実施の形態の造形装置１では、造形物Ｍを構成する複数の造形材料層４０の、積層方向Ｚに隣接する層間、および、交差方向ＸＹに隣接する造形材料列４２間の接着力を高めることができる。
【0095】
また、隣接して吐出された複数種類の造形材料間で、含まれる分子差の絡み合いが誘起される場合がある。この場合、異なる種類の造形材料による造形材料列４２（例えば、第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）間の接着強度が更に高くなる。この効果を、分子鎖の絡み合いの効果と称する。
【0096】
分子鎖の絡み合いの効果では、ミクロ的アンカー効果による隣接する造形材料列４２間の接着面積の増大に付随して、隣接する造形材料列４２間の造形材料が溶融状態である期間に、これらの界面にある分子鎖が造形材料層４０や造形材料列４２の境界を跨いで拡散し、分子鎖が絡み合った状態で樹脂が固化することで、接着強度が強くなる。
【0097】
次に、マクロ的アンカー効果について説明する。図１３は、マクロ的アンカー効果の説明図である。
【0098】
上述したように、本実施の形態では、吐出制御部１００Ｂは、第１の造形材料層４０Ａと第２の造形材料層４０Ｂとの境界を含むＮ層において、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂが交差方向ＸＹ（例えば、Ｙ方向）に交互に配列されるように、吐出部１０を制御する。また、加熱制御部１００Ａは、吐出部１０による造形材料の吐出前に、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。
【0099】
このような、異なる種類の造形材料列４２を交互に配列することによる接着強度の増加を、マクロ的アンカー効果と称する。
【0100】
すなわち、本実施の形態では、異なる種類の造形材料による、第１の造形領域４４Ａと第２の造形領域４４Ｂとの境界において、異なる種類の造形領域４４間の接着面積を大きくし、マクロ的アンカー効果によってこれらの造形領域４４間の接着強度を高めることができる。
【0101】
詳細には、図１３（Ａ）に示すように、第１の造形材料による第１の造形領域４４Ａと、第２の造形材料による第２の造形領域４４Ｂと、の境界５０が、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂとを交互に配列することで形成される。このため、第１の造形領域４４Ａと第２の造形領域４４Ｂとの間の接着面積を大きくし、マクロ的アンカー効果によって第１の造形領域４４Ａと第２の造形領域４４Ｂとの間の接着強度を高めることができる。
【0102】
また、図１３（Ａ）の領域Ａに示すように、分子鎖の絡み合いの効果によって、隣接する造形材料列４２間の造形材料が溶融状態である期間に、これらの造形材料列４２に含まれる造形材料の分子鎖が造形材料層４０や造形材料列４２を跨いで拡散し、分子鎖が絡み合った状態で樹脂が固化する。このため、隣接する造形材料列４２間の接着強度を高めることができる。
【0103】
また、造形材料列４２の積層方向Ｚの端面である上面ＲＡと、造形材料列４２の交差方向ＸＹの端面である側面ＲＢと、を含む接触対象領域Ｒが加熱部２０によって加熱された後に、吐出部１０から造形材料の溶融フィラメントＦＭが吐出される。このため、図１３（Ｂ）に示すように、隣接する造形材料列４２間（例えば、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂ間、第１の造形材料列４２Ａ間、第２の造形材料列４２Ｂ間）の接着面積を大きくすることができる（ミクロ的アンカー効果）。なお、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）における領域Ｂを拡大した模式図である。
【0104】
なお、上記実施の形態では、吐出制御部１００Ｂは、Ｎ層において、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂが矢印Ｙ方向に交互に配列されるように、吐出部１０を制御する場合を説明した。しかし、吐出制御部１００Ｂは、積層方向Ｚおよび交差方向ＸＹの少なくとも一方に沿って、互いに異なる種類の造形材料列４２を交互に配列することによって形成される境界５０となるように、吐出部１０を制御すればよい。
【0105】
図１４は、造形物Ｍの一例の説明図である。詳細には、上記では、図１４（Ａ）に示すように、第１の造形領域４４Ａと第２の造形領域４４Ｂとの境界５０が、積層方向Ｚに対して交差する交差方向ＸＹ（ここでは矢印Ｙ方向）に長い境界である場合を示した。しかし、図１４（Ｂ）に示すように、第１の造形領域４４Ａと第２の造形領域４４Ｂとの境界５０は、積層方向Ｚに長い境界であってもよい。
【0106】
この場合、吐出制御部１００Ｂは、第１の造形材料列４２Ａと第２の造形材料列４２Ｂが積層方向Ｚに交互に配列されるように、吐出部１０を制御すればよい（図１４（Ｂ）参照）。なお、この場合においても、加熱制御部１００Ａは、上記と同様に、吐出部１０による造形材料の吐出前に、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御すればよい。
【0107】
また、本実施の形態では、第１の造形材料層４０Ａと第２の造形材料層４０Ｂの境界を含む層であるＮ層が、１層である場合を一例として示した。しかし、この境界を含む層であるＮ層は、複数の造形材料層４０から構成される層であってもよい。
【0108】
次に、本実施の形態の造形装置１が実行する造形処理の手順の一例を説明する。図１５は、造形処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【0109】
まず、加熱制御部１００Ａおよび吐出制御部１００Ｂが、造形物Ｍを造形するための造形データを用いて、最下層の造形材料層４０を形成する（ステップＳ２００）。造形データは、各層の造形材料層４０を形成るためのレイヤーデータを複数含む。レイヤーデータの構成は、公知のデータと同様である。
【0110】
例えば、吐出制御部１００Ｂは、造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出することで、矢印Ｙ方向に長い第１の造形材料列４２Ａを形成するように、吐出部１０を制御する。吐出制御部１００Ｂは、１列の第１の造形材料列４２Ａを形成するごとに、この処理を矢印Ｘ方向に沿って繰返し行うことで、１層（例えば、Ｎ－３層）の第１の造形材料層４０Ａを形成する。また、このとき、加熱制御部１００Ａは、１列の第１の造形材料列４２Ａが形成されるごとに、形成済の第１の造形材料列４２Ａの側面ＲＢを接触対象領域Ｒとして加熱し、吐出制御部１００Ｂは、加熱された接触対象領域Ｒに接するように次の第１の造形材料列４２Ａを吐出する。
【0111】
次に、制御部１００は、造形データに基づいて、最下層の造形材料層４０上に積層する造形材料層４０から上層側の造形材料層４０に向かって順に、ステップＳ２０２～ステップＳ２２４の処理を繰返す。
【0112】
ステップＳ２０２では、制御部１００は、次に形成する対象の造形材料層４０が、複数の造形材料による造形領域４４間の境界５０を含む層（すなわち、Ｎ層）であるか否かを判断する。ステップＳ２０２の判断は、例えば、次に形成する対象の造形材料層４０に対応するレイヤーデータを解析することで行う。
【0113】
ステップＳ２０２で肯定判断すると（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、加熱制御部１００Ａが、１列の造形材料列４２分の接触対象領域Ｒを加熱するように加熱部２０を制御する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４では、加熱制御部１００Ａは、下層（Ｎ－１層）の第１の造形材料列４２Ａ上における、前回加熱した接触対象領域Ｒから、交差方向ＸＹ（例えば、矢印Ｘ方向）に沿って１列の第１の造形材料列４２Ａ分の間隔を隔てた接触対象領域Ｒを加熱するように制御する。
【0114】
次に、吐出制御部１００Ｂは、ステップＳ２０４で加熱された接触対象領域Ｒ上に、第１の造形材料による溶融フィラメントＦＭを吐出し、第１の造形材料列４２Ａを１列形成する（ステップＳ２０６）。
【0115】
次に、制御部１００は、１層分の第１の造形材料列４２Ａを形成したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８で否定判断すると（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、加熱対象の接触対象領域Ｒおよび第１の造形材料列４２Ａの吐出対象領域を、矢印Ｘ方向に１列の造形材料列４２分隔てた（空けた）位置にずらし、上記ステップＳ２０４へ戻る。一方、ステップＳ２０８で肯定判断すると（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０へ進む。
【0116】
ステップＳ２１０では、制御部１００は、造形材料を第１の造形材料から第２の造形材料に切替える（ステップＳ２１０）。例えば、制御部１００Ｇは、第１の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出する第１吐出部１０Ａの制御から、第２の造形材料の溶融フィラメントＦＭを吐出する第２吐出部１０Ｂの制御に、制御対象の吐出部１０を切替える。
【0117】
次に、加熱制御部１００Ａが、接触対象領域Ｒを加熱するように加熱部２０を制御する（ステップＳ２１２）。
【0118】
ステップＳ２１２では、形成対象の造形材料列４２の下層側に隣接する造形材料層４０（例えば、第１の造形材料層４０Ａ）を構成する第１の造形材料列４２Ａにおける、次に第２の造形材料列４２Ｂを吐出する対象の第１の造形材料列４２Ａの上面ＲＡと、上記ステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理によって形成された第１の造形材料列４２Ａの側面ＲＢと、を含む接触対象領域Ｒを加熱する。
【0119】
すなわち、加熱制御部１００Ａは、形成対象の造形材料列４２の下層側に隣接する第１の造形材料層４０Ａを構成する第１の造形材料列４２Ａにおける、ステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理によって１列ごとに矢印Ｘ方向に間隔を隔てて配列された第１の造形材料列４２Ａから露出した領域であって、且つ、次に、第２の造形材料列４２Ｂを形成する対象の領域である上面ＲＡを加熱する。また、加熱制御部１００Ａは、次に形成する第２の造形材料列４２Ｂが接する、１または複数の第１の造形材料列４２Ａの側面ＲＢを加熱する。
【0120】
次に、吐出制御部１００Ｂは、ステップＳ２１２で加熱された接触対象領域Ｒに、第２の造形材料による溶融フィラメントＦＭを吐出することで、第２の造形材料列４２Ｂを１列形成する（ステップＳ２１４）。
【0121】
次に、制御部１００は、１層分の第２の造形材料列４２Ｂを形成したか否かを判断する（ステップＳ２１６）。ステップＳ２１６で否定判断すると（ステップＳ２１６：Ｎｏ）、加熱対象の接触対象領域Ｒおよび第２の造形材料列４２Ｂの吐出対象領域を、矢印Ｘ方向に１列移動した位置にずらし、上記ステップＳ２１２へ戻る。一方、ステップＳ２１６で肯定判断すると（ステップＳ２１６：Ｙｅｓ）、繰返し処理を終了する。
【0122】
一方、ステップＳ２０２で否定判断すると（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２１８へ進む。ステップＳ２１８では、加熱制御部１００Ａが、１列の造形材料列４２分の接触対象領域Ｒを加熱するように加熱部２０を制御する（ステップＳ２１８）。
【0123】
次に、吐出制御部１００Ｂは、ステップＳ２１８で加熱された接触対象領域Ｒ上に、溶融フィラメントＦＭを吐出し、造形材料列４２を１列形成する（ステップＳ２２０）。
【0124】
次に、制御部１００は、１層分の造形材料列４２を形成したか否かを判断する（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２２で否定判断すると（ステップＳ２２２：Ｎｏ）、上記ステップＳ２１８へ戻る。一方、ステップＳ２２２で肯定判断すると（ステップＳ２２２：Ｙｅｓ）、繰返し処理を終了する。
【0125】
以上説明したように、本実施の形態の造形装置１は、加熱部２０と、吐出部１０と、加熱制御部１００Ａと、吐出制御部１００Ｂと、を備える。加熱部２０は、造形材料層４０を加熱する。吐出部１０は、加熱された造形材料層４０上に溶融した造形材料（溶融フィラメントＦＭ）を吐出し、複数の造形材料列４２を造形材料層４０の積層方向Ｚに交差する交差方向ＸＹに配列してなる造形材料層４０を積層させる。加熱制御部１００Ａは、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料（溶融フィラメントＦＭ）が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。吐出制御部１００Ｂは、互いに異なる種類の造形材料による造形材料列４２を交互に配列するように、吐出部１０を制御する。
【0126】
このため、本実施の形態の造形装置１は、ミクロ的アンカー効果、分子鎖の絡み合いの効果、およびマクロ的アンカー効果により、積層方向Ｚおよび交差方向ＸＹの各々に隣接する造形材料列４２間における接着力を増大させることができる。
【0127】
従って、本実施の形態の造形装置１は、複数種類の造形材料を用いて造形物Ｍを造形する場合であっても、造形物Ｍの形状を制限せずに、異なる種類の造形材料で構成された造形物Ｍを提供することができる。
【0128】
また、吐出制御部１００Ｂは、複数種類の造形材料によって形成される複数種類の造形領域４４（第１の造形領域４４Ａ、第２の造形領域４４Ｂ）の境界５０が、互いに異なる種類の造形材料列４２（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）を交互に配列することによって形成される境界５０となるように、吐出部１０を制御する。
【0129】
また、吐出制御部１００Ｂは、積層方向Ｚおよび交差方向ＸＹの少なくとも一方に沿って、互いに異なる種類の造形材料列４２（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）を交互に配列することによって形成される境界５０となるように、吐出部１０を制御する。
【0130】
また、加熱制御部１００Ａは、造形材料列４２の積層方向Ｚの端面ＲＡ、および造形材料列４２の交差方向ＸＹの端面ＲＢを含む接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御する。
【0131】
また、加熱部２０は、レーザ光の照射、加熱した空気の送風、および、接触対象領域Ｒの接触加熱、の少なくとも１つによって接触対象領域Ｒを加熱する。
【0132】
また、本実施の形態の造形方法は、造形材料層４０を加熱する加熱部２０と、加熱された造形材料層４０上に溶融した造形材料（溶融フィラメントＦＭ）を吐出し、複数の造形材料列４２を造形材料層４０の積層方向Ｚに交差する交差方向ＸＹに配列してなる造形材料層４０を積層させる吐出部１０と、を備えた造形装置１で実行する造形方法である。造形方法は、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料（溶融フィラメントＦＭ）が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御するステップと、互いに異なる種類の造形材料（溶融フィラメントＦＭ）による造形材料列４２（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）を交互に配列するように、吐出部１０を制御するステップと、を含む。
【0133】
また、本実施の形態のプログラムは、造形材料層４０を加熱する加熱部２０と、加熱された造形材料層４０上に溶融した造形材料（溶融フィラメントＦＭ）を吐出し、複数の造形材料列４２を造形材料層４０の積層方向Ｚに交差する交差方向ＸＹに配列してなる造形材料層４０を積層させる吐出部１０と、を備えた造形装置１に接続されたコンピュータに実行させるためのプログラムである。このプログラムは、造形材料列４２における、次に吐出する造形材料（溶融フィラメントＦＭ）が接する接触対象領域Ｒを加熱するように、加熱部２０を制御するステップと、互いに異なる種類の造形材料（溶融フィラメントＦＭ）による造形材料列４２（第１の造形材料列４２Ａ、第２の造形材料列４２Ｂ）を交互に配列するように、吐出部１０を制御するステップと、を含む。
【0134】
―ハードウェア構成―
図１６は、造形装置１に設けられた制御部１００の、ハードウェア構成の一例を示す模式図である。
図１６は、造形装置１に設けられた制御部１００の、ハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【0135】
造形装置１は、ＣＰＵ３５０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３６０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３７０と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３８０と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）３４０と、を備え、バス３１０を介して相互に接続されている。
【0136】
ＣＰＵ３５０は、造形装置１の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３５０は、ＲＡＭ３７０をワークエリアとし、ＲＯＭ３６０またはＨＤＤ３８０などに格納されたプログラムを実行することで、造形装置１の動作を制御する。
【0137】
ＨＤＤ３８０は、プログラムやデータなどを格納する。通信Ｉ／Ｆ３４０は、ネットワーク３００を介して他の装置や機器と通信するためのインターフェースである。
【0138】
なお、上述した実施の形態および変形例における、造形装置１の各々で実行する上記処理を実行するためのプログラムは、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）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等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。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【0139】
また、上述した実施の形態における、造形装置１で実行されるプログラムは、上記各機能部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては、例えば、ＣＰＵ３５０（プロセッサ回路）がＲＯＭ３６０またはＨＤＤ３８０からプログラムを読み出して実行することにより、上述した各機能部がＲＡＭ３７０（主記憶）上にロードされ、上述した各機能部がＲＡＭ３７０（主記憶）上に生成されるようになっている。なお、造形装置１の一部または全部の機能を、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＳｐｅｃＩ／Ｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの専用のハードウェアを用いて実現することも可能である。
【0140】
なお、上記には、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】
【0141】
１ 造形装置
１０ 吐出部
２０ 加熱部
１００Ａ 加熱制御部
１００Ｂ 吐出制御部
１０ 吐出部
２０ 加熱部
１００Ａ 加熱制御部
１００Ｂ 吐出制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【0142】
【文献】特開２０１６－１３５５９７号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】