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特許7451952立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用吐出プログラム
(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】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用吐出プログラム
(51)【国際特許分類】
B29C 64/393 20170101AFI20240312BHJP
B29C 64/112 20170101ALI20240312BHJP
B29C 64/209 20170101ALI20240312BHJP
B29C 64/214 20170101ALI20240312BHJP
B29C 64/218 20170101ALI20240312BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240312BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20240312BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20240312BHJP
【ＦＩ】
B29C64/393
B29C64/112
B29C64/209
B29C64/214
B29C64/218
B33Y10/00
B33Y30/00
B33Y50/02
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2019207759
(22)【出願日】2019-11-18
(65)【公開番号】P2021079590
(43)【公開日】2021-05-27
【審査請求日】2022-09-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】秋枝 智美
(72)【発明者】
【氏名】杉浦 健治
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 陽一
【審査官】今井 拓也
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５２０４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１２１４７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０１３３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８３８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２３２３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６７１２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６４／３９３
Ｂ３３Ｙ ３０／００
Ｂ３３Ｙ ５０／０２
Ｂ３３Ｙ １０／００
Ｂ２９Ｃ ６４／１１２
Ｂ２９Ｃ ６４／２０９
Ｂ２９Ｃ ６４／２１４
Ｂ２９Ｃ ６４／２１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、
前記吐出手段を副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて通常印字を行い、先の印字時の吐出位置から前記吐出孔同士の間隔より小さい距離だけ次の印字時に前記吐出手段を前記副走査方向に走査する微小改行を含まずに、先の前記通常印字時の最初の前記吐出手段の位置における前記吐出孔とそれに隣接する前記吐出孔の間に前記吐出手段の前記吐出孔が配置される位置に、前記吐出手段を移動した後、前記吐出手段を前記副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて前記通常印字に対するインターレース印字を行うことを含む制御手段と、
を有することを特徴とする立体造形物製造装置。
【請求項2】
１つの前記通常印字に対して、１つの前記インターレース印字を行う請求項１に記載の立体造形物製造装置。
【請求項3】
１つの前記通常印字に対して、複数の前記インターレース印字を行う請求項１に記載の立体造形物製造装置。
【請求項4】
第Ｎ層において、前記通常印字を行い、別の層において、前記インターレース印字を行う請求項１から３のいずれかに記載の立体造形物製造装置。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
【請求項5】
前記吐出手段が、主走査方向に往復動し、往動時および復動時のそれぞれにおいて前記造形材料を吐出する、請求項１から４のいずれかに記載の立体造形物製造装置。
【請求項6】
前記吐出手段が、往動時よりも復動時の方が多く前記造形材料を吐出する、請求項５に記載の立体造形物製造装置。
【請求項7】
前記吐出手段により吐出された前記造形材料の表面を平坦化する平坦化手段を有する、請求項１から６のいずれかに記載の立体造形物製造装置。
【請求項8】
前記吐出手段が、複数の造形材料を吐出可能であり、前記制御手段が、第１の造形材料を吐出し、硬化させて第１の造形領域を形成した後、同じ行において第２の造形材料を吐出し、硬化させて第２の造形領域を形成する制御を行う、請求項１から７のいずれかに記載の立体造形物製造装置。
【請求項9】
前記第２の造形材料が、水溶性の造形材料である請求項８に記載の立体造形物製造装置。
【請求項10】
副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段を副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて通常印字を行い、先の印字時の吐出位置から前記吐出孔同士の間隔より小さい距離だけ次の印字時に前記吐出手段を前記副走査方向に走査する微小改行を含まずに、先の前記通常印字時の最初の前記吐出手段の位置における前記吐出孔とそれに隣接する前記吐出孔の間に前記吐出手段の前記吐出孔が配置される位置に、前記吐出手段を移動した後、前記吐出手段を前記副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて前記通常印字に対するインターレース印字を行う処理をコンピュータに行わせることを特徴とする立体造形物製造用吐出プログラム。
【請求項11】
第Ｎ層において、前記通常印字を行い、別の層において、前記インターレース印字を行う処理をコンピュータに行わせる請求項１０に記載の立体造形物製造用吐出プログラム。ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
【請求項12】
請求項１０から１１のいずれかに記載の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載したことを特徴とする立体造形物製造装置。
【請求項13】
副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段を副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて通常印字を行い、先の印字時の吐出位置から前記吐出孔同士の間隔より小さい距離だけ次の印字時に前記吐出手段を前記副走査方向に走査する微小改行を含まずに、先の前記通常印字時の最初の前記吐出手段の位置における前記吐出孔とそれに隣接する前記吐出孔の間に前記吐出手段の前記吐出孔が配置される位置に、前記吐出手段を移動した後、前記吐出手段を前記副走査方向に複数回連続して改行して複数の行でまとめて前記通常印字に対するインターレース印字を行う工程を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用吐出プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、立体造形物（三次元造形物）を造形する立体造形物製造装置として、立体造形物を形成する造形材料を造形領域に吐出させた後に硬化させて、層状造形物を造形し、層状造形物を順次積層することにより立体造形物を造形する材料噴射造形方式（マテリアルジェッティング方式）が知られている。
【0003】
このようなマテリアルジェッティング（ＭＪ）方式において、液滴の吐出不良等が生じたとしても立体物の単位層を良好に形成すること目的とし、単位層を構成する画素列のうち、所定数ｎ（ｎ≧２の整数）の群に分割された画素群各々に対して、ノズル列の異なる領域を割り当てる工程と、各領域内のノズルが１つの画素群を形成することで画素列を形成する工程とを含む立体物の造形方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、造形材料を層状に付与し、それを積層して立体造形物を造形する方式、好ましくはマテリアルジェッティング方式による造形方法において、吐出孔の数を増やすことなく高解像度を実現できると共に、優れた表面性を有する造形物が得られる立体造形物製造装置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】
前記課題を達成するための手段としての本発明の立体造形物製造装置は、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行うことを含む制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【0006】
本発明によると、造形材料を層状に付与し、それを積層して立体造形物を造形する方式、好ましくはマテリアルジェッティング方式による造形方法において、吐出孔の数を増やすことなく高解像度を実現できると共に、優れた表面性を有する造形物が得られる立体造形物製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図3A】図３Ａは、従来技術における、高い解像度で造形物を造形する場合、同じ垂直方向高さで副走査方向に吐出手段を移動させて、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるように複数回スキャンを行う様子を示す模式図である。
【図4A】図４Ａは、従来技術における、吐出孔の解像度よりも高い解像度で造形物を造形する場合、１スキャン目により同じ垂直方向高さで往路および復路で造形材料を吐出した後、副走査方向に微小改行を行い、２スキャン目により主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるように往路および復路で造形材料を吐出する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明において、吐出手段は造形物（造形台）に対して、水平に所定の方向（以下、「主走査方向」または「Ｘ方向」という）に相対的に往復運動（以下、吐出手段と造形台との相対的な運動を「走査」という）し、その往路および／又は復路において造形材料を吐出する。生産性の向上のため、吐出手段は複数の吐出孔を有してよく、典型的には、かかる複数の吐出孔は主走査方向に直行する方向（以下、「副走査方向」または「Ｙ方向」という）に一定間隔で並んで列を形成している。本発明において「印字」とは、前記主走査方向の往復走査時に吐出手段により造形材料を吐出し、それを硬化手段により硬化させることをいう。この１回の主走査方向の走査により印字できる範囲を「行」といい、副走査方向に吐出手段を走査して異なる行に吐出手段を移動させることを「改行」という。原則として吐出孔間の前記一定間隔は、改行されても変わらず、改行を繰り返し全ての造形範囲で印字が行われる場合、造形開始時の吐出孔位置を基準として、副走査方向に一定間隔に、ある層Ｎを形成する際の吐出孔の位置が決定され、この決定された位置を第Ｎ層を造形する際の規定位置とする。本発明において「通常印字」とは、例えば前記規定位置など、所定の吐出孔位置で行われる印字を意味する。この時、前記所定の吐出孔位置において、ある吐出孔とそれに隣接する別の吐出孔の間を「インターレース」といい、インターレースにあたる位置に吐出孔が配置されるような位置で（すなわちインターレースを埋めるように）行われる印字を、前記通常印字に対する「インターレース印字」という。
【0009】
（立体造形物製造装置および立体造形物の製造方法）
本発明の立体造形物製造装置は、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行うことを含む制御手段と、を有し、さらに必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の立体造形物製造装置は、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行うことを含む制御手段と、を有し、さらに必要に応じてその他の手段を有する。
【0010】
本発明の立体造形物の製造方法は、複数の行で通常印字を行う通常印字工程と、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字工程と、を含み、さらに必要に応じてその他の工程を含む。
【0011】
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形物製造装置により好適に実施することができ、吐出工程は吐出手段により行うことができ、硬化工程は硬化手段により行うことができ、通常印字工程およびインターレース印字工程は制御手段により行うことができ、必要に応じて行われるその他の工程は、吐出手段、硬化手段、制御手段および／又は必要に応じて具備し得るその他の手段により行うことができる。
【0012】
従来技術（特許文献１）では、インクジェットの吐出不良やノズル抜けが生じた場合、主走査方向に連続してノズル抜け部分が並ぶために、造形物に主走査方向の溝が形成されてしまうという課題を解決できるだけであり、高い解像度の造形物を造形するため、同じ垂直方向高さで副走査方向に吐出手段を移動（微小改行）させて、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目の造形材料の吐出を行うと、造形物の主走査方向に平行な側面における段差（以下、「Ｙ段差」と称することがある）が生じてしまい、造形物の表面性が劣るという問題がある。ただし、前記Ｍは１以上の整数を表す。Ｙ段差の発生原因は、微小改行の位置決め精度が悪く、これによって副走査方向のインクの着弾位置にばらつきが発生するためだと考えられる。着弾位置のばらつきが大きいと、本来の着弾位置とは異なる位置に着弾してしまい造形物が積層されなかったり、造形物の表面性が悪くなると考えられる。
【0013】
本発明においては、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行う制御を行う。一般にインターレース印字を行う場合、通常印字の直後にインターレース印字、またはインターレース印字の直後に通常印字を行おうとすると、吐出手段を先の印字時の吐出位置から吐出孔間隔より小さい距離だけ副走査方向に走査（以下、かかる小さい距離の副走査方向への走査を「微小改行」と称する場合がある）する必要があるため、高い位置決め精度を担保することが困難である。本発明は、複数の行で通常印字またはインターレース印字をまとめて行うことにより、副走査方向の走査距離が大きくなるため、次の印字処理を行う際に高い位置決め精度を担保することができ、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出することによって、造形物に「Ｙ段差」が生じることを防止でき、優れた表面性を有する造形物が得られる。
前記吐出手段は、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有する。前記ｎは３以上の整数を表す。
前記通常印字処理およびインターレース印字処理は、どちらが先に行われてもよい。例えば先に通常印字処理を行い、その後インターレース印字処理を行ってもよいし、先にインターレース印字処理を行った後通常印字処理を行ってもよい。
前記吐出手段は、副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有する。前記ｎは３以上の整数を表す。
前記通常印字処理およびインターレース印字処理は、どちらが先に行われてもよい。例えば先に通常印字処理を行い、その後インターレース印字処理を行ってもよいし、先にインターレース印字処理を行った後通常印字処理を行ってもよい。
【0014】
本発明において「造形材料」は、立体造形物を造形するために用いられる材料であり、典型的には立体造形物そのものを形成するための第１の造形材料（以下、「モデル材」と称することもある）、オーバーハング部やディテール部などを造形する際に用いられる第２の造形材料（以下、「サポート材」と称することもある）などが挙げられる。本発明において造形材料は、吐出手段が有する吐出孔から吐出されるため、典型的には液体である。本発明においては、モデル材により形成された造形層を特に「モデル層」、サポート材により形成された造形層を特に「サポート層」という場合がある。
【0015】
本発明の一態様において、１つの前記通常印字処理に対して、１つの前記インターレース印字処理を行う制御が実施される。一般にこの態様によると、従来技術のような位置決め精度の悪い「微小改行」の動作を行わずに、位置決め精度の高い制御を行うことによって、「Ｙ段差」の発生を防止することができ、造形物の表面性が向上する。また、吐出孔の解像度の２倍の解像度の吐出（例えば解像度が１５０ｄｐｉの吐出孔で３００ｄｐｉの解像度の吐出）を行うことができるので、造形精度を向上させることができる。
【0016】
本発明の別の一態様において、１つの前記通常印字処理に対して、複数の、例えば２回、３回、４回などの前記インターレース印字処理を行う制御が実施される。この態様によると、位置決め精度の悪い「微小改行」の動作を行わずに、位置決め精度の高い制御を行うことによって、「Ｙ段差」の発生を防止することができ、造形物の表面性が向上する。また、吐出孔の解像度の３倍以上、例えば３倍、４倍、５倍などの解像度の吐出を行うことができるので、造形精度を向上させることができる。
【0017】
本発明の一態様において、第Ｎ層において、通常印字処理を行う場合、別の層において、インターレース印字処理を行う。前記Ｎは１以上の整数を表す。
この態様によると、通常印字処理とインターレース印字処理をそれぞれ別の層の印字として行うことができるため、同じ層において複数回スキャンを行う必要がなく、１層あたりのスキャン回数を減らすことができ、造形時間を少なくでき、生産性を向上させることができる。
この態様によると、通常印字処理とインターレース印字処理をそれぞれ別の層の印字として行うことができるため、同じ層において複数回スキャンを行う必要がなく、１層あたりのスキャン回数を減らすことができ、造形時間を少なくでき、生産性を向上させることができる。
【0018】
本発明の一態様において、吐出手段が、主走査方向に往復動し、往動時および復動時のそれぞれにおいて造形材料を吐出し、吐出手段が、往動時よりも復動時の方が多く前記造形材料を吐出する。復動時の吐出量を、往動時の吐出量よりも多く吐出して造形することにより、造形物の端部をシャープに形成することができる。
【0019】
本発明の一態様において、吐出手段により吐出された造形材料の表面を平坦化する平坦化手段を有する。平坦化手段を有することにより、造形層の平均厚みの精度や平坦性を確保することができる。
【0020】
本発明の一態様において、造形材料が第１の造形材料と第２の造形材料を含み、前記第１の造形材料を吐出し、硬化させて第１の造形層を形成した後、同じ垂直方向高さであって前記第１の造形層に隣接した位置に前記第２の造形材料を吐出し、硬化させて第２の造形層を形成する。この態様によると、第１の造形材料（モデル材）と第２の造形材料（サポート材）との２種の造形材料を用いることにより、立体造形物そのもの以外にも、原理的に造形が困難な形状であるオーバーハング部やディテール部などを造形することができる。
【0021】
本発明の一態様において、第２の造形材料が、水溶性の造形材料である。前記第２の造形材料としてのサポート材が水溶性であることにより、サポート材により形成されたサポート層を造形終了後に水によって容易に除去することができる。
ここで、「第２の造形材料が水溶性」であるとは、２５℃の水１０００ｍＬに第２の造形材料が１００ｇ以上溶解することをいう。第２の造形材料が溶解した場合は、水が濁るため、目視により確認することができる。
ここで、「第２の造形材料が水溶性」であるとは、２５℃の水１０００ｍＬに第２の造形材料が１００ｇ以上溶解することをいう。第２の造形材料が溶解した場合は、水が濁るため、目視により確認することができる。
【0022】
＜吐出工程および吐出手段＞
吐出工程は、造形材料を吐出する工程であり、吐出手段により実施される。
吐出手段としては、造形材料を吐出することができ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、例えば、吐出ヘッドなどが挙げられる。
吐出ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）型ヘッド、熱膨張（サーマル）型ヘッドなどが挙げられる。これらの中でも、圧電素子（ピエゾ素子）型ヘッドが好ましい。
吐出工程は、造形材料を吐出する工程であり、吐出手段により実施される。
吐出手段としては、造形材料を吐出することができ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、例えば、吐出ヘッドなどが挙げられる。
吐出ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）型ヘッド、熱膨張（サーマル）型ヘッドなどが挙げられる。これらの中でも、圧電素子（ピエゾ素子）型ヘッドが好ましい。
【0023】
＜＜造形材料＞＞
造形材料としては、特に制限はなく、立体造形物（モデル部）を造形する本体を構成する上で求められる性能に基づいて、適宜選択することができ、例えば、第１の造形材料（モデル材）などが挙げられる。なお、立体造形物を造形する際に、必要に応じて形状支持用にサポート部を使用する場合には、前記サポート部を造形するための第２の造形材料（サポート材）も造形材料に含まれる。
モデル材は、モデル部を構成する部分を造形する材料である。
本発明において、モデル部とは、立体造形物を造形する本体を構成する部を意味し、モデル層の積層により造形される。
造形材料としては、特に制限はなく、立体造形物（モデル部）を造形する本体を構成する上で求められる性能に基づいて、適宜選択することができ、例えば、第１の造形材料（モデル材）などが挙げられる。なお、立体造形物を造形する際に、必要に応じて形状支持用にサポート部を使用する場合には、前記サポート部を造形するための第２の造形材料（サポート材）も造形材料に含まれる。
モデル材は、モデル部を構成する部分を造形する材料である。
本発明において、モデル部とは、立体造形物を造形する本体を構成する部を意味し、モデル層の積層により造形される。
【0024】
本発明において、サポート部とは、モデル部が固化するまで、立体造形物を所定の位置に保持する部分を意味し、サポート層の積層により造形される。サポート部は、例えば、モデル部の重力方向に対し支持する部分に配置され、モデル部と接し、モデル部を下方向から支持する部を意味する。立体造形物の製造においては、通常サポート部はモデル部から最終的に剥離され、モデル部のみで立体造形物となる。
好ましい一態様において、サポート材は、モデル材とは異なる材質（組成、濃度等）であり、サポート材の硬化物は、より好ましくは、水溶性、潮解性、崩壊性などモデル部から剥離しやすい性質を有している。
好ましい一態様において、サポート材は、モデル材とは異なる材質（組成、濃度等）であり、サポート材の硬化物は、より好ましくは、水溶性、潮解性、崩壊性などモデル部から剥離しやすい性質を有している。
【0025】
造形材料としては、光や熱等のエネルギーを付与することにより硬化する液体材料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が、重合性モノマー、および重合性オリゴマーを含み、さらに必要に応じてその他の成分を含む。これらの中でも、造形材料ジェット用プリンタ等に用いられる造形材料吐出ヘッドで吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有する材料が好ましい。
【0026】
－重合性モノマー－
重合性モノマーとしては、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。これらは、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。
重合性モノマーとしては、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。これらは、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。
【0027】
－－単官能モノマー－－
単官能モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、Ｎ－置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ－ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ－置換メタクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ－ジ置換メタクリルアミド誘導体、アクリル酸などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソボルニル（メタ）アクリレートが好ましい。
単官能モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、Ｎ－置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ－ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ－置換メタクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ－ジ置換メタクリルアミド誘導体、アクリル酸などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソボルニル（メタ）アクリレートが好ましい。
【0028】
単官能モノマーの含有量は、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が、造形材料の全量に対して、０．５質量％以上９０質量％以下が好ましい。
【0029】
上記以外の単官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、３－メトキシブチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは、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。
【0030】
－－多官能モノマー－－
多官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二官能モノマー、三官能以上のモノマーなどが挙げられる。これらは、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。
多官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二官能モノマー、三官能以上のモノマーなどが挙げられる。これらは、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。
【0031】
二官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート、１，３－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化オペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール２００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは、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。
【0032】
三官能以上のモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ε－カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ε－カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ε－カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ε－カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート，プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート，プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタ（メタ）アクリレートエステルなどが挙げられる。これらは、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。
【0033】
－重合性オリゴマー－
重合性オリゴマーとしては、上記単官能モノマーの低重合体や末端に反応性不飽和結合基を有するものを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。
重合性オリゴマーとしては、上記単官能モノマーの低重合体や末端に反応性不飽和結合基を有するものを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。
【0034】
－その他の成分－
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
【0035】
－－界面活性剤－－
界面活性剤としては、例えば、分子量２００以上かつ５，０００以下、具体的には、ＰＥＧ型非イオン界面活性剤［ノニルフェノールのエチレンオキサイド（以下、「ＥＯ」と略記）１～４０モル付加物、ステアリン酸ＥＯ １～４０モル付加物等］、多価アルコール型非イオン界面活性剤（例えば、ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等）、フッ素含有界面活性剤（例えば、パーフルオロアルキルＥＯ １～５０モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等）、変性シリコーンオイル［例えば、ポリエーテル変性シリコーンオイル、（メタ）アクリレート変性シリコーンオイル等］などが挙げられる。これらは、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。
界面活性剤の含有量は、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が、造形材料の全量に対して、３質量％以下が好ましく、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。
界面活性剤としては、例えば、分子量２００以上かつ５，０００以下、具体的には、ＰＥＧ型非イオン界面活性剤［ノニルフェノールのエチレンオキサイド（以下、「ＥＯ」と略記）１～４０モル付加物、ステアリン酸ＥＯ １～４０モル付加物等］、多価アルコール型非イオン界面活性剤（例えば、ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等）、フッ素含有界面活性剤（例えば、パーフルオロアルキルＥＯ １～５０モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等）、変性シリコーンオイル［例えば、ポリエーテル変性シリコーンオイル、（メタ）アクリレート変性シリコーンオイル等］などが挙げられる。これらは、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。
界面活性剤の含有量は、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が、造形材料の全量に対して、３質量％以下が好ましく、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。
【0036】
－－重合禁止剤－－
重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物［ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、２，２－メチレン－ビス－（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）、１，１，３－トリス－（２－メチル－４－ヒドロキシ－５－ｔ－ブチルフェニル）ブタン等］、硫黄化合物［ジラウリルチオジプロピオネート等］、リン化合物［トリフェニルフォスファイト等］、アミン化合物［フェノチアジン等］などが挙げられる。これらは、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。
重合禁止剤の含有量は、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が、造形材料の全量に対して、５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。
重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物［ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、２，２－メチレン－ビス－（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）、１，１，３－トリス－（２－メチル－４－ヒドロキシ－５－ｔ－ブチルフェニル）ブタン等］、硫黄化合物［ジラウリルチオジプロピオネート等］、リン化合物［トリフェニルフォスファイト等］、アミン化合物［フェノチアジン等］などが挙げられる。これらは、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。
重合禁止剤の含有量は、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が、造形材料の全量に対して、５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。
【0037】
－－重合開始剤－－
重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、光（特に波長２２０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線）の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２,２－ジエトキシアセトフェノン、ｐ－ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、２－クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’－ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ－ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン－ｎ－プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン－ｎ－ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、２－クロロチオキサントン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－１－オン、１－（４－イソプロピルフェニル）２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、メチルベンゾイルフォーメート、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、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。
重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、光（特に波長２２０ｎｍ～４００ｎｍの紫外線）の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２,２－ジエトキシアセトフェノン、ｐ－ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、２－クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’－ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ－ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン－ｎ－プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン－ｎ－ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、２－クロロチオキサントン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－１－オン、１－（４－イソプロピルフェニル）２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、メチルベンゾイルフォーメート、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、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。
【0038】
熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス（酸化還元）開始剤などが挙げられる。
【0039】
アゾ系開始剤としては、例えば、ＶＡ－０４４、ＶＡ－４６Ｂ、Ｖ－５０、ＶＡ－０５７、ＶＡ－０６１、ＶＡ－０６７、ＶＡ－０８６、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ３３）、２，２’－アゾビス（２－アミジノプロパン）二塩酸塩（ＶＡＺＯ ５０）、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ５２）、２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（ＶＡＺＯ ６４）、２，２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル（ＶＡＺＯ ６７）、１，１－アゾビス（１－シクロヘキサンカルボニトリル）（ＶＡＺＯ ８８）（以上、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、２，２’－アゾビス（２－シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’－アゾビス（メチルイソブチレ－ト）（Ｖ－６０１）（以上、和光純薬工業株式会社製）などが挙げられる。
【0040】
過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ（４－ｔ－ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（商品名：Ｐｅｒｋａｄｏｘ １６Ｓ、Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社製）、ジ（２－エチルヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシピバレート（商品名：Ｌｕｐｅｒｓｏｌ １１、Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ社製）、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート（商品名：Ｔｒｉｇｏｎｏｘ ２１－Ｃ５０、Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社製）、過酸化ジクミルなどが挙げられる。
【0041】
過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
【0042】
レドックス（酸化還元）開始剤としては、例えば、過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウムおよび亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組合せ、有機過酸化物と第３級アミンとに基づく系（例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンとに基づく系）、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属とに基づく系（例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートとに基づく系）などが挙げられる。
【0043】
重合開始剤の含有量としては、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が、造形材料の全量に対して、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【0044】
－－着色剤－－
着色剤としては、造形材料中に溶解又は安定に分散し、さらに熱安定性に優れた染料および顔料が好適である。これらの中でも、溶解性染料（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｄｙｅ）が好ましい。また色の調整等で２種以上の着色剤を適時混合することが可能である。
着色剤としては、造形材料中に溶解又は安定に分散し、さらに熱安定性に優れた染料および顔料が好適である。これらの中でも、溶解性染料（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｄｙｅ）が好ましい。また色の調整等で２種以上の着色剤を適時混合することが可能である。
【0045】
＜硬化工程および硬化手段＞
硬化工程は、前記吐出工程において吐出された前記造形材料を硬化させるための活性エネルギー線を照射する工程であり、硬化手段により実施される。
活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線、Ｘ線などが挙げられる。これらの中でも、紫外線が好ましい。
硬化手段としては、吐出された造形材料を硬化することができ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、例えば、紫外線照射装置などが挙げられる。
硬化工程は、前記吐出工程において吐出された前記造形材料を硬化させるための活性エネルギー線を照射する工程であり、硬化手段により実施される。
活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線、Ｘ線などが挙げられる。これらの中でも、紫外線が好ましい。
硬化手段としては、吐出された造形材料を硬化することができ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、例えば、紫外線照射装置などが挙げられる。
【0046】
紫外線照射装置としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。これらの中でも、ＬＥＤが照射強度を変更可能である点で特に好ましい。
高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたＤｅｅｐＵＶタイプは、短波長領域の照射が可能である。
メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅ等の金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、又はＶランプ等のような市販されているものも使用することができる。
高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたＤｅｅｐＵＶタイプは、短波長領域の照射が可能である。
メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅ等の金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、又はＶランプ等のような市販されているものも使用することができる。
【0047】
＜通常印字工程、インターレース印字工程、制御手段＞
制御手段は、前記吐出工程および／又は硬化工程において、所定の方式に基づいて前記造形材料を吐出および／又は硬化させるように、前記吐出手段および／又は前記硬化手段並びに／或いはその他の手段を制御するための手段である。制御手段には、制御プログラムなどを記憶するための記憶手段、記憶手段に記憶されたプログラムを呼び出し演算するための計算手段などが含まれ得る。
本発明において「制御手段」は、吐出手段および硬化手段、並びに他の手段（例えば、平坦化手段など）の動作を制御するための手段を意味する。制御手段の機能ブロック図を図２に示し、制御手段の詳細については、特定態様の例に基づいて後述する。制御手段にはＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段およびＣＰＵ、ＦＰＧＡなどの計算手段を含んでよい。記憶手段には、吐出手段や硬化手段等の各手段に特定の動作を行わせるためのプログラムが記憶されていてよく、かかるプログラムに基づいて各手段の動作を制御する。
本発明において、制御手段により吐出手段や硬化手段などの各手段を動作させる際に、前記各手段が所定の方向に運動する場合、かかる運動は、造形台（又は立体造形物）に対する相対的な移動を意味する。したがって、例えば「吐出手段が主走査方向に運動する」という場合、吐出手段自体が主走査方向に移動してもよいし、造形台（又は立体造形物）が主走査方向に移動することにより、吐出手段が相対的に主走査方向に運動するように制御してもよい。
通常印字工程は、複数の行で通常印字を行う工程であり、インターレース印字工程は、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行う工程であり、いずれの工程も制御手段が各手段の動作を制御することにより実施される。
制御手段の働きによって、複数の行で通常印字またはインターレース印字をまとめて行うことにより、副走査方向の走査距離が大きくなるため、次の印字処理を行う際に高い位置決め精度を担保することができ、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出することによって、造形物に「Ｙ段差」が生じることを防止でき、優れた表面性を有する造形物が得られる。
制御手段には、制御プログラムなどを記憶するための記憶手段、記憶手段に記憶されたプログラムを呼び出し演算するための計算手段などが含まれ得る。
制御手段は、前記吐出工程および／又は硬化工程において、所定の方式に基づいて前記造形材料を吐出および／又は硬化させるように、前記吐出手段および／又は前記硬化手段並びに／或いはその他の手段を制御するための手段である。制御手段には、制御プログラムなどを記憶するための記憶手段、記憶手段に記憶されたプログラムを呼び出し演算するための計算手段などが含まれ得る。
本発明において「制御手段」は、吐出手段および硬化手段、並びに他の手段（例えば、平坦化手段など）の動作を制御するための手段を意味する。制御手段の機能ブロック図を図２に示し、制御手段の詳細については、特定態様の例に基づいて後述する。制御手段にはＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段およびＣＰＵ、ＦＰＧＡなどの計算手段を含んでよい。記憶手段には、吐出手段や硬化手段等の各手段に特定の動作を行わせるためのプログラムが記憶されていてよく、かかるプログラムに基づいて各手段の動作を制御する。
本発明において、制御手段により吐出手段や硬化手段などの各手段を動作させる際に、前記各手段が所定の方向に運動する場合、かかる運動は、造形台（又は立体造形物）に対する相対的な移動を意味する。したがって、例えば「吐出手段が主走査方向に運動する」という場合、吐出手段自体が主走査方向に移動してもよいし、造形台（又は立体造形物）が主走査方向に移動することにより、吐出手段が相対的に主走査方向に運動するように制御してもよい。
通常印字工程は、複数の行で通常印字を行う工程であり、インターレース印字工程は、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行う工程であり、いずれの工程も制御手段が各手段の動作を制御することにより実施される。
制御手段の働きによって、複数の行で通常印字またはインターレース印字をまとめて行うことにより、副走査方向の走査距離が大きくなるため、次の印字処理を行う際に高い位置決め精度を担保することができ、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出することによって、造形物に「Ｙ段差」が生じることを防止でき、優れた表面性を有する造形物が得られる。
制御手段には、制御プログラムなどを記憶するための記憶手段、記憶手段に記憶されたプログラムを呼び出し演算するための計算手段などが含まれ得る。
【0048】
制御手段に含まれ得る記憶手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの主記憶装置の他、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶装置なども挙げられる。
制御手段に含まれ得る計算手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などが挙げられる。
制御手段に含まれ得る計算手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などが挙げられる。
【0049】
＜その他の工程およびその他の手段＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平坦化工程、乾燥工程などが挙げられる。
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平坦化手段、乾燥手段、ステージなどが挙げられる。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平坦化工程、乾燥工程などが挙げられる。
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平坦化手段、乾燥手段、ステージなどが挙げられる。
【0050】
－平坦化工程および平坦化手段－
平坦化工程は、前記吐出工程により形成された造形層を平坦化する工程であり、平坦化手段により実施される。
平坦化手段としては、例えば、ローラ、ブラシ、ブレードなどが挙げられる。
平坦化手段が造形材料を平坦化することにより、造形層の平均厚みの精度や平坦性を確保することができる。
平坦化工程は、前記吐出工程により形成された造形層を平坦化する工程であり、平坦化手段により実施される。
平坦化手段としては、例えば、ローラ、ブラシ、ブレードなどが挙げられる。
平坦化手段が造形材料を平坦化することにより、造形層の平均厚みの精度や平坦性を確保することができる。
【0051】
－ステージ－
ステージとは、造形層が積層されて立体造形物が造形される基台を意味する。
ステージは、モータなどにより移動可能であってもよく、上下動可能であってもよい。なお、「ステージ」を「造形ステージ」又は「造形台」と称することがある。
ステージの形状としては、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が、平面状であることが好ましい。
ステージとは、造形層が積層されて立体造形物が造形される基台を意味する。
ステージは、モータなどにより移動可能であってもよく、上下動可能であってもよい。なお、「ステージ」を「造形ステージ」又は「造形台」と称することがある。
ステージの形状としては、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が、平面状であることが好ましい。
【0052】
ここで、本発明の立体造形物製造装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0053】
図１は、本発明の立体造形物製造装置の一例を示す概略図である。この図１の立体造形物製造装置１０は、層状造形物である造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形ステージであるステージ１４と、ステージ１４上に造形層３０を順次積層しながら造形する造形ユニット２０とを備えている。
【0054】
造形ユニット２０は、ユニットホルダ２１に、造形材料を吐出する吐出手段である第１ヘッド１１と、活性エネルギー線としての紫外線を照射するＵＶ照射ユニット１３と、造形層３０を平坦化する平坦化手段である平坦化ローラ１６を備えている。なお、立体造形物を造形するモデル材としての造形材料だけでなく、立体造形物の造形を支持するサポート材を吐出させるための第２ヘッド１２を備えることができる。
【0055】
ここでは、Ｘ方向において、第１ヘッド１１を挟んで２つの第２ヘッド１２を配置し、２つの第２ヘッド１２の外側にそれぞれＵＶ照射ユニット１３を配置し、さらに、ＵＶ照射ユニット１３の外側にそれぞれ平坦化部材として、平坦化ローラ１６を配置している。
【0056】
第１ヘッド１１には、カートリッジ装着部に交換可能に装着されるカートリッジによって造形材料が供給チューブなどを介して供給される。なお、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラーの造形材料を使用する場合には、第１ヘッド１１に各色の液滴を吐出する複数のノズル列を配置することができる。
【0057】
ＵＶ照射ユニット１３は、第１ヘッド１１から吐出された造形材料を硬化する。また、ＵＶ照射ユニット１３は、サポート材を含む場合は、第２ヘッド１２から吐出されたサポート材からなる造形層３０を硬化する。
ＵＶ照射ユニット１３としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、紫外線照射ランプなどが挙げられる。紫外線照射ランプを使用する場合、紫外線照射により発生するオゾンを除去する機構を備えることが好ましい。
紫外線照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くした紫外線照射ランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため着色物の硬化に効果的である。Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅなどの金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。
ＵＶ照射ユニット１３としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、紫外線照射ランプなどが挙げられる。紫外線照射ランプを使用する場合、紫外線照射により発生するオゾンを除去する機構を備えることが好ましい。
紫外線照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くした紫外線照射ランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため着色物の硬化に効果的である。Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅなどの金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。
【0058】
平坦化ローラ１６は、回転されながら、ステージ１４との相対移動により、ステージ１４上で硬化された造形層３０の表面を平坦化する。
なお、「ステージ１４上」とは、特に限定しない限り、ステージ１４およびステージ１４上で積層させる造形層３０上を含むことを意味する。
なお、「ステージ１４上」とは、特に限定しない限り、ステージ１４およびステージ１４上で積層させる造形層３０上を含むことを意味する。
【0059】
造形ユニット２０のユニットホルダ２１は、Ｘ方向に配置されたガイド部材に移動可能に保持されている。
また、造形ユニット２０のＸ方向の一方側には、第１ヘッド１１の維持回復を行うメンテナンス機構が配置されている。
また、造形ユニット２０のＸ方向の一方側には、第１ヘッド１１の維持回復を行うメンテナンス機構が配置されている。
【0060】
また、造形ユニット２０のユニットホルダ２１を保持しているガイド部材は、両側の側板に保持されている。側板はベース部材上に配置されたガイド部材に移動可能に保持されたスライダ部を有し、造形ユニット２０はＸ方向と直交するＹ方向に往復移動可能である。
ステージ１４は、昇降手段１５によってＺ方向に昇降される。昇降手段１５は、ベース部材上にＸ方向に配置されたガイド部材上に移動可能に配置される。
ステージ１４は、昇降手段１５によってＺ方向に昇降される。昇降手段１５は、ベース部材上にＸ方向に配置されたガイド部材上に移動可能に配置される。
【0061】
次に、この立体造形物製造装置１０による造形動作の概要について、図１を参照して説明する。
まず、造形ユニット２０をＹ方向に移動させてステージ１４上に位置させる。次に、ステージ１４を停止している造形ユニット２０に対して移動させながら、第１ヘッド１１からモデル材３０１を造形領域（立体造形物を構成する領域）に吐出させる。サポート材を用いる場合は、第２ヘッド１２からサポート材３０２を造形領域以外のサポート領域（造形後除去する領域）に吐出させる。
まず、造形ユニット２０をＹ方向に移動させてステージ１４上に位置させる。次に、ステージ１４を停止している造形ユニット２０に対して移動させながら、第１ヘッド１１からモデル材３０１を造形領域（立体造形物を構成する領域）に吐出させる。サポート材を用いる場合は、第２ヘッド１２からサポート材３０２を造形領域以外のサポート領域（造形後除去する領域）に吐出させる。
【0062】
次に、ＵＶ照射ユニット１３によって、モデル材３０１およびサポート材３０２上に紫外線を照射して硬化させ、造形材料による造形物１７とサポート材による造形物１８を含む１層分の造形層３０を形成する。
【0063】
この造形層３０を繰り返し造形して順次積層し、モデル材３０１をサポート材３０２で支持しながらモデル材３０１からなる目的とする立体造形物を造形する。例えば、図１の例では、造形層３０Ａ～３０Ｅの５層を積層した状態を示している。
【0064】
ここで、造形層３０を複数層（固定値である必要はない。）積層する毎に、例えば、１０層積層する毎に、平坦化ローラ１６を最表面の造形層３０に押し付けて平坦化することにより、造形層３０の厚み精度や平坦性を確保する。
平坦化手段として、平坦化ローラ１６のようなローラ形状の部材を使用する場合、Ｘ方向における移動方向に対して、平坦化ローラ１６を逆転させる方向で回転させることにより、平坦化効果を向上させることができる。
平坦化手段として、平坦化ローラ１６のようなローラ形状の部材を使用する場合、Ｘ方向における移動方向に対して、平坦化ローラ１６を逆転させる方向で回転させることにより、平坦化効果を向上させることができる。
【0065】
また、造形ユニット２０と最表面の造形層３０とのギャップを一定に保つために、ここでは、１層の造形層３０を形成する毎にステージ１４を昇降手段１５によって下降させている。なお、造形ユニット２０を昇降させる構成でもよい。
【0066】
立体造形物製造装置は、モデル材３０１やサポート材３０２の回収部材、リサイクル機構などを備えてもよい。また、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２の不吐出ノズルを検知する吐出状態検出手段を備えてもよい。さらに、造形時の装置内の環境温度を制御してもよい。
【0067】
（立体造形物製造用吐出プログラム）
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせる。
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせる。
【0068】
立体造形物製造用吐出プログラムは、上記処理以外にも、その他の処理をコンピュータに行わせることができる。
その他の処理としては、例えば、吐出された造形材料の層を平坦化する処理、吐出された造形材料を硬化させるために活性エネルギー線照射する処理、造形された造形物を洗浄する処理、造形された造形物を乾燥する処理などが挙げられる。
その他の処理としては、例えば、吐出された造形材料の層を平坦化する処理、吐出された造形材料を硬化させるために活性エネルギー線照射する処理、造形された造形物を洗浄する処理、造形された造形物を乾燥する処理などが挙げられる。
【0069】
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の立体造形物製造装置として実現させることから、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムにおける好適な態様は、例えば、本発明の立体造形物製造装置における好適な態様と同様とすることができる。
【0070】
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、使用するコンピュータシステムの構成およびオペレーティングシステムの種類・バージョンなどに応じて、公知の各種のプログラム言語を用いて作成することができる。
【0071】
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、内蔵ハードディスク、外付けハードディスクなどの記録媒体に記録しておいてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどの記録媒体に記録しておいてもよい。これらの記録媒体は、制御手段に含まれる記憶手段であってよい。
さらに、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータなど）に本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。
さらに、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータなど）に本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。
【0072】
＜立体造形物製造装置＞
本発明の立体造形物製造装置は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載する。
本発明の立体造形物製造装置は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載している以外は特に制限はなく、その他のプログラムなどを搭載することができる。
本発明の立体造形物製造装置は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載する。
本発明の立体造形物製造装置は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載している以外は特に制限はなく、その他のプログラムなどを搭載することができる。
【0073】
＜コンピュータが読み取り可能な記録媒体＞
本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを記録してなる。
本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどが挙げられる。
また、本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の立体造形物製造用活性エネルギー線照射プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。
本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の立体造形物製造用吐出プログラムを記録してなる。
本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどが挙げられる。
また、本発明におけるコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の立体造形物製造用活性エネルギー線照射プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。
【0074】
本発明の立体造形物製造用吐出プログラムによる処理は、本発明の立体造形物製造装置を構成する制御手段を有するコンピュータを用いて実行することができる。
コンピュータとしては、記憶、演算、制御などの装置を備えた機器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、例えば、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。
コンピュータとしては、記憶、演算、制御などの装置を備えた機器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、例えば、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。
【0075】
【0076】
制御手段５００は、立体造形物製造装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明の立体造形物製造用吐出プログラム、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。
また、制御手段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、制御手段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の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。
さらに、制御手段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および信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。
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）を造形層ごとにスライスしたスライスデータである造形データ（断面データ）を作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。
また、制御手段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、制御手段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の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。
さらに、制御手段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および信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。
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）を造形層ごとにスライスしたスライスデータである造形データ（断面データ）を作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。
【0077】
制御手段５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備える。
また、制御手段５００は、造形ユニット２０の第１ヘッド１１を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８と、第２ヘッド１２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０９を備えている。
さらに、制御手段５００は、造形ユニット２０をＸ方向に移動させるユニットＸ方向移動機構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２０をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備える。
また、制御手段５００は、造形ユニット２０の第１ヘッド１１を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８と、第２ヘッド１２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０９を備えている。
さらに、制御手段５００は、造形ユニット２０をＸ方向に移動させるユニットＸ方向移動機構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２０をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備える。
【0078】
制御手段５００は、ステージ１４を昇降手段１５とともにＸ方向に移動させるステージＸ方向走査機構５５３を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１３と、ステージ１４をＺ方向に昇降させる昇降手段１５を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１４を備える。なお、Ｚ方向への昇降は、前述したように造形ユニット２０を昇降させる構成とすることもできる。
【0079】
制御手段５００は、平坦化ローラ１６を回転駆動するモータ２６を駆動するモータ駆動部５１６、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２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を備える。
【0080】
制御手段５００は、ＵＶ照射ユニット１３による紫外線照射を制御する硬化制御部５１９を備える。
制御手段５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の環境条件としての温度およ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。
制御手段５００には、この装置に必要な情報の入力および表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。
制御手段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の内の造形物１７を形成するデータ（造形領域のデータ）である。
制御手段５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の環境条件としての温度およ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。
制御手段５００には、この装置に必要な情報の入力および表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。
制御手段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の内の造形物１７を形成するデータ（造形領域のデータ）である。
【0081】
主制御部５００Ａは、造形データ（造形領域データ）にサポート材を付与するサポート領域のデータを付加したデータを作成し、ヘッド駆動制御部５０８、５０９に与える。ヘッド駆動制御部５０８、５０９は、それぞれ、第１ヘッド１１からモデル材３０１の液滴を造形領域に吐出させ、第２ヘッド１２から液状のサポート材３０２の液滴をサポート領域に吐出させる。
なお、造形データ作成装置６００と立体造形物製造装置１０によって製造装置が構成される。
なお、造形データ作成装置６００と立体造形物製造装置１０によって製造装置が構成される。
【0082】
ここで、図３Ａに示すように、従来技術では、ノズルの解像度よりも高い解像度の造形物を造形する場合、同じ垂直方向高さで副走査方向にノズルを移動（微小改行）させて、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるように複数回スキャンを行っていた。この図３Ａの立体造形物の製造方法で得られた図３Ｂに示す造形物の主走査方向に平行な側面に段差（以下、「Ｙ段差」と称することもある）が生じる。この「Ｙ段差」が生じると、完成した造形物の表面性が悪くなる。また、図３Ａの方法では、同じ垂直方向高さで複数回スキャンを行うため、造形時間が長くかかってしまい、生産性が低いという課題がある。
【0083】
本発明者らが、従来の立体造形物の製造方法において前記「Ｙ段差」が発生するメカニズムについて鋭意検討を重ねた結果、従来の立体造形物の製造方法ではステージ又は吐出手段を副走査方向に微小改行する際の位置精度が悪いことを知見した。
すなわち、図４Ａに示すように、従来の立体造形物の製造方法により、解像度が１５０ｄｐｉの吐出孔で３００ｄｐｉの解像度の吐出を行う場合、（１）１スキャン目を同じ垂直方向高さで往路および復路で造形材料を吐出した後、（２）吐出手段の位置を副走査方向に半ｄｏｔ分ずらして（微小改行して）から、（３）２スキャン目を同じ垂直方向高さ位置で主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出する。図４Ｂには、図４Ａで造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図を示す。ただし、前記Ｍは１以上の整数を表す。
この際、前記（２）の「微小改行」の位置精度が悪いために、図５に示すように、造形物に「Ｙ段差」が発生することがわかった。
また、図４Ａの造形方法では、同じ層において複数回スキャンを行うため、造形時間が長くなり、生産性が低下する。
すなわち、図４Ａに示すように、従来の立体造形物の製造方法により、解像度が１５０ｄｐｉの吐出孔で３００ｄｐｉの解像度の吐出を行う場合、（１）１スキャン目を同じ垂直方向高さで往路および復路で造形材料を吐出した後、（２）吐出手段の位置を副走査方向に半ｄｏｔ分ずらして（微小改行して）から、（３）２スキャン目を同じ垂直方向高さ位置で主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出する。図４Ｂには、図４Ａで造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図を示す。ただし、前記Ｍは１以上の整数を表す。
この際、前記（２）の「微小改行」の位置精度が悪いために、図５に示すように、造形物に「Ｙ段差」が発生することがわかった。
また、図４Ａの造形方法では、同じ層において複数回スキャンを行うため、造形時間が長くなり、生産性が低下する。
【0084】
本発明においては、上記位置決め精度の悪い「微小改行」の動作を行わず、図６Ａに示すような造形方法により、位置決め精度の高い動作により造形を行う。すなわち、第Ｎ層目において、（１）から（３）により主走査方向にＭ列目の造形材料の吐出（図６Ａの黒の造形部分）を先に行い、その後、吐出手段の副走査方向の位置を変え、（４）から（６）により主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目（図６Ａの灰色の造形部分）で造形材料を吐出する。こうすることにより、（１）から（４）のような副走査方向の微小な位置変更ではなく、（３）から（４）のように副走査方向に大きく動くことにより位置決め精度を高めることができ、その結果正確な吐出位置において主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目で造形材料を吐出することができるので、「Ｙ段差」の発生を防止でき、優れた表面性を有する立体造形物が得られる。ただし、前記Ｍおよび前記Ｎは１以上の整数を表す。
【0085】
前記位置決め精度の高い制御としては、半ｄｏｔ分位置変更するようなわずかな位置変更を伴わなければよく、例えば複数の行で通常印字を行った後、インターレース印字を行う方法がある。
具体的には、図７又は図８に示す方法がある。ここで図中Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
図７に示す方法は、前記制御手段が、前記造形処理を複数回行った後、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施する方法である。
図８に示す方法は、前記制御手段が、前記造形処理を複数回行った後、造形開始時の吐出位置において１／３×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施した後、
造形開始時の吐出位置において２／３×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施する制御を行う方法である。
具体的には、図７又は図８に示す方法がある。ここで図中Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
図７に示す方法は、前記制御手段が、前記造形処理を複数回行った後、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施する方法である。
図８に示す方法は、前記制御手段が、前記造形処理を複数回行った後、造形開始時の吐出位置において１／３×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施した後、
造形開始時の吐出位置において２／３×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように前記吐出手段を副走査方向に走査して前記造形処理を複数回行う制御を実施する制御を行う方法である。
【0086】
ただし、図６の本発明の造形方法では、位置決め精度を高めるために吐出手段を副走査方向に大きく移動させなければならないため、微小改行を行う造形方式と比較して余分な造形時間がかかり、その分生産性が低下してしまう。
【0087】
そこで、本発明においては、ある層（図９の態様においては第Ｎ層）の造形において、（１）から（３）により主走査方向にＭ列目の造形材料の吐出を行う一方で、そのインターレースを埋めるＭ＋１列目の造形材料の吐出を、別の層（図９の態様においては第Ｎ＋１層）の造形の際に行う。
この造形方法によると、従来技術のような位置決め精度の悪い「微小改行」の動作を行わずに、位置決め精度の高い制御を行うことによって、「Ｙ段差」の発生を防止することができ、インターレース印字の際に通常印字で造形される層とは別の層を造形することによって、同じ層において複数回スキャンを行う必要がなく、１層あたりのスキャン回数も減らせるため、造形時間を少なくでき、生産性を向上させることができる。
この造形方法によると、従来技術のような位置決め精度の悪い「微小改行」の動作を行わずに、位置決め精度の高い制御を行うことによって、「Ｙ段差」の発生を防止することができ、インターレース印字の際に通常印字で造形される層とは別の層を造形することによって、同じ層において複数回スキャンを行う必要がなく、１層あたりのスキャン回数も減らせるため、造形時間を少なくでき、生産性を向上させることができる。
【0088】
通常印字とインターレース印字を異なる層において実施する場合の積層方法としては、主走査方向にＭ列目の造形材料を吐出する層（通常印字の層）と、Ｍ＋１列目の造形材料を吐出する層（インターレース印字の層）とがセットとなって繰り返されていればよく、例えば、通常印字とインターレース印字が１：１である場合では、図１０Ａのように通常印字の層の上にインターレース印字の層を造形するパターンを繰り返してもよいし、図１０Ｂのように通常印字の層とインターレース印字の層の順番が入れ替わってもよい。
例えば図１０Ａは、第Ｎ層で主走査方向にＭ列目の造形材料を吐出し、第Ｎ＋１層においてＭ＋１列目の造形材料を吐出し、次の第Ｎ＋２層でＭ列目の造形材料を吐出するように、Ｍ列目の造形層とＭ＋１列目の造形増を交互に積層する方法である。
また、例えば図１０Ｂは、第Ｎ＋２層目で主走査方向にＭ＋１列目の造形材料を吐出し、第Ｎ＋３層目でＭ列目の造形材料を吐出する積層方法である。
また、通常印字とインターレース印字が１：１でない場合、例えば通常印字１に対してインターレース印字が３である場合、通常印字の層１層とインターレース印字の層３層がセットとなって繰り返される。この場合、当然セット内の各層の順番はいかなる順番であってもよい。かかる態様により、同じ層において複数回スキャンを行わなくても、それと同等の造形精度を有する造形物を得ることができる。
例えば図１０Ａは、第Ｎ層で主走査方向にＭ列目の造形材料を吐出し、第Ｎ＋１層においてＭ＋１列目の造形材料を吐出し、次の第Ｎ＋２層でＭ列目の造形材料を吐出するように、Ｍ列目の造形層とＭ＋１列目の造形増を交互に積層する方法である。
また、例えば図１０Ｂは、第Ｎ＋２層目で主走査方向にＭ＋１列目の造形材料を吐出し、第Ｎ＋３層目でＭ列目の造形材料を吐出する積層方法である。
また、通常印字とインターレース印字が１：１でない場合、例えば通常印字１に対してインターレース印字が３である場合、通常印字の層１層とインターレース印字の層３層がセットとなって繰り返される。この場合、当然セット内の各層の順番はいかなる順番であってもよい。かかる態様により、同じ層において複数回スキャンを行わなくても、それと同等の造形精度を有する造形物を得ることができる。
【実施例】
【0089】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。以下の実施例および比較例では造形材料としてモデル材を用いた例を示すが、造形材料としてサポート材を用いた場合でも同様である。
【0090】
（実施例１）
図１１に示す実施例１で用いる立体造形物製造装置２００は、造形物１１０が載置される造形ステージ１１１と、造形ステージ１１１上に造形物１１０を順次積層しながら造形する造形ユニット１２０とを備えている。
図１１に示す実施例１で用いる立体造形物製造装置２００は、造形物１１０が載置される造形ステージ１１１と、造形ステージ１１１上に造形物１１０を順次積層しながら造形する造形ユニット１２０とを備えている。
【0091】
造形ステージ１１１は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に移動可能に構成されている。なお、造形ユニット１２０をＸ方向に移動させる構成とすることもできる。これによって、往路および復路の造形動作を実現できる。
【0092】
造形ユニット１２０は、吐出手段として、モデル材２０１を吐出する吐出手段である第１ヘッド１２１と、サポート材２０２を吐出する吐出手段である第２ヘッド１２２とを備えている。
【0093】
造形ユニット１２０は、吐出されたモデル材２０１およびサポート材２０２をそれぞれ平坦化する平坦化手段である平坦化ローラ１２３と、活性エネルギー線としての紫外線を照射してモデル材２０１およびサポート材２０２をそれぞれ硬化させる２つのＵＶ照射ユニット１２４Ａ，１２４Ｂとを備えている。
【0094】
ここでは、Ｘ方向において、造形ステージ１１１が往路方向に移動するとき、第１ヘッド１２１の上流側に平坦化ローラ１２３を、平坦化ローラ１２３の上流側にＵＶ照射ユニット１２４Ａをそれぞれ配置している。また、同じく、第１ヘッド１２１の下流側に第２ヘッド１２２を、第２ヘッド１２２の下流側にＵＶ照射ユニット１２４Ｂを並べて配置している。
【0095】
実施例１では、図６Ａに示すように、往路および復路でモデル層を１層形成するごとに造形ユニット１２０を副走査方向に複数回移動させて、モデル層を副走査方向にすべて形成した後、位置決め精度の高い動作を行って造形ユニット１２０を副走査方向の所定の位置まで移動させ、主走査方向に第Ｍ列目の造形材料の吐出と隣接する第Ｍ列目の造形材料の吐出のインターレースを埋めるようにＭ＋１列目の造形材料の吐出を行う。図６Ｂは、図６Ａの造形方法で造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図である。
【0096】
ここで、図１２は、実施例１の立体造形物製造装置の制御手段における立体造形物製造用吐出プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図６Ａ、図６Ｂ、図７および図１１を参照して、実施例１の立体造形物の製造方法の処理の流れについて説明する。
【0097】
ステップＳ１では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｎ層において往路ではモデルスキャン１により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層１を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン２により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層２を形成すると、処理をＳ２に移行する。
【0098】
ステップＳ２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ３に移行する。
【0099】
ステップＳ３では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン３により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層３を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン４により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層４を形成すると、処理をＳ４に移行する。
【0100】
ステップＳ４では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ５に移行する。
【0101】
ステップＳ５では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン５により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層５を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン６により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層６を形成すると、処理をＳ６に移行する。
【0102】
ステップＳ６では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向の所定の位置まで造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ７に移行する。
ここでは、図７に示すように、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように造形ユニット１２０を副走査方向に移動させる。ただし、前記Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
ここでは、図７に示すように、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように造形ユニット１２０を副走査方向に移動させる。ただし、前記Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
【0103】
ステップＳ７では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｎ層において往路ではモデルスキャン７により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層７を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン８により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層８を形成すると、処理をＳ８に移行する。
【0104】
ステップＳ８では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ９に移行する。
【0105】
ステップＳ９では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン９により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層９を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン１０により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層１０を形成すると、処理をＳ１０に移行する。
【0106】
ステップＳ１０では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ１１に移行する。
【0107】
ステップＳ１１では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン１１により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層１１を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン１２により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層１２を形成すると、処理をＳ１２に移行する。
【0108】
ステップＳ１２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０を副走査方向の位置を造形開始時の吐出位置まで戻すと、処理をＳ１３に移行する。
【0109】
ステップＳ１３では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｚ方向に造形ユニット１２０を所定量上昇させると、本処理を終了する。これ以降、ステップＳ１からステップＳ１３の一連の処理を所定回数繰り返すことにより、実施例１の立体造形物が得られる。
【0110】
実施例１においては、位置決め精度の高い制御を行うことによって、主走査方向のＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料の吐出とのインターレースを埋めるようにＭ＋１列目の造形材料を吐出することができるので、「Ｙ段差」の発生を防止でき、優れた表面性を有する造形物が得られる。
ただし、実施例１では、吐出手段を（３）３スキャン目から（４）４スキャン目に移動する際に、吐出手段を副走査方向に大きく移動させなければならない。このため、実施例１では余分な造形時間がかかってしまい、生産性が低いという課題がある。
ただし、実施例１では、吐出手段を（３）３スキャン目から（４）４スキャン目に移動する際に、吐出手段を副走査方向に大きく移動させなければならない。このため、実施例１では余分な造形時間がかかってしまい、生産性が低いという課題がある。
【0111】
（実施例２）
実施例２では、図９Ａに示すように、第Ｎ層目において、主走査方向にＭ列目の造形材料の吐出を行う。このとき往路と復路は同じ列に吐出を行っている。次に、第Ｎ＋１層目において、第Ｎ層で吐出したＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料のインターレースを埋めるように、位置決め精度の高い動作で移動させてＭ＋１列目の造形材料の吐出を行う。このときも往路と復路は同じ列に吐出を行う。図９Ｂは、図９Ａの造形方法で造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図である。
実施例２では、図９Ａに示すように、第Ｎ層目において、主走査方向にＭ列目の造形材料の吐出を行う。このとき往路と復路は同じ列に吐出を行っている。次に、第Ｎ＋１層目において、第Ｎ層で吐出したＭ列目の造形材料の吐出と隣接するＭ列目の造形材料のインターレースを埋めるように、位置決め精度の高い動作で移動させてＭ＋１列目の造形材料の吐出を行う。このときも往路と復路は同じ列に吐出を行う。図９Ｂは、図９Ａの造形方法で造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図である。
【0112】
ここで、図１３は、実施例２の立体造形物製造装置の制御手段における立体造形物製造用吐出プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図７、図９、および図１１を参照して、実施例２の立体造形物の製造方法の処理の流れについて説明する。
【0113】
ステップＳ２１では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｎ層において、往路においてモデルスキャン１により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層１を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン２により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層２を形成すると、処理をＳ２２に移行する。
【0114】
ステップＳ２２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ２３に移行する。
【0115】
ステップＳ２３では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン３により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層３を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン４により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層４を形成すると、処理をＳ２４に移行する。
【0116】
ステップＳ２４では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ２５に移行する。
【0117】
ステップＳ２５では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン５により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層５を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン６により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層６を形成すると、処理をＳ２６に移行する。
【0118】
ステップＳ２６では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｚ方向に造形ユニット１２０を所定量上昇させ、Ｎ＋１層に移動すると共に、Ｎ＋１層において同じ垂直方向高さの副走査方向の所定の位置まで造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ２７に移行する。
ここでは、図７に示すように、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように造形ユニット１２０を副走査方向に移動させる。ただし、前記Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
ここでは、図７に示すように、造形開始時の吐出位置において１／２×Ｘとなる位置に前記第１の吐出孔の中心が配置されるように造形ユニット１２０を副走査方向に移動させる。ただし、前記Ｘは、第１の吐出孔の中心と、該第１の吐出孔と隣接する第２の吐出孔の中心との最短距離を意味する。
【0119】
ステップＳ２７では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｎ＋１層において、往路ではモデルスキャン７により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層７を形成する。引き続き、復路ではモデルスキャン８により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層８を形成すると、処理をＳ２８に移行する。
【0120】
ステップＳ２８では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ２９に移行する。
【0121】
ステップＳ２９では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン９により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層９を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン１０により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層１０を形成すると、処理をＳ３０に移行する。
【0122】
ステップＳ３０では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ３１に移行する。
【0123】
ステップＳ３１では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン１１により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層１１を形成する。引き続き、復路においてモデルスキャン１２により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層１２を形成すると、処理をＳ３２に移行する。
【0124】
ステップＳ３２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０を副走査方向の位置を造形開始時の吐出位置まで戻すと、処理をＳ３３に移行する。
【0125】
ステップＳ３３は、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｚ方向に造形ユニット１２０を所定量上昇させると、本処理を終了する。これ以降、ステップＳ２１からステップＳ３３の一連の処理を所定回数繰り返すことにより、実施例２の立体造形物が得られる。
【0126】
実施例２では、従来技術のような微小改行の動作を行わずに、位置決め精度の高い制御を行うことによって、「Ｙ段差」の発生を防止することができ、造形物の表面性が向上する。また、第Ｎ層において前記造形処理を複数回行った後、第Ｎ＋１層において位置決め精度の高い制御を行うことによって、同じ層において複数回スキャンを行う必要がなく、１層あたりのスキャン回数を減らせるため、造形時間を少なくでき、生産性を向上させることができる。
【0127】
（比較例１）
比較例１では、微小改行を行う造形方法（従来方法）としては、図１４Ａに示す造形方法を用いた。図１４Ａの造形方法で造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図である。この比較例１では、第Ｎ層目において往路で主走査方向にＭ列目の造形材料を吐出した後、微小改行を行い、第Ｎ層目において復路で主走査方向にＭ＋１列目の造形材料を吐出する。
比較例１では、微小改行を行う造形方法（従来方法）としては、図１４Ａに示す造形方法を用いた。図１４Ａの造形方法で造形された造形物を側面から見た様子を示す模式図である。この比較例１では、第Ｎ層目において往路で主走査方向にＭ列目の造形材料を吐出した後、微小改行を行い、第Ｎ層目において復路で主走査方向にＭ＋１列目の造形材料を吐出する。
【0128】
ここで、図１５は、比較例１の立体造形物製造装置の制御手段における立体造形物製造用吐出プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図１４Ａおよび図１４Ｂを参照して、比較例１の立体造形物の製造方法の処理の流れについて説明する。
【0129】
ステップＳ４１では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン１により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層１を形成すると、処理をＳ４２に移行する。
【0130】
ステップＳ４２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０の吐出孔（ノズル）位置を１ドット分副走査方向にずらす（微小改行）と、処理をＳ４３に移行する。
【0131】
ステップＳ４３では、復路においてモデルスキャン２により第２ヘッド１２２からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層２を形成すると、処理をＳ４４に移行する。
【0132】
ステップＳ４４では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ４５に移行する。
【0133】
ステップＳ４５では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン３により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層３を形成すると、処理をＳ４６に移行する。
【0134】
ステップＳ４６では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０の吐出孔（ノズル）位置を１ドット分副走査方向にずらす（微小改行）と、処理をＳ４７に移行する。
【0135】
ステップＳ４７では、復路においてモデルスキャン４により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層４を形成すると、処理をＳ４８に移行する。
【0136】
ステップＳ４８では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、同じ垂直方向高さの副走査方向に造形ユニット１２０を移動させると、処理をＳ４９に移行する。
【0137】
ステップＳ４９では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、往路においてモデルスキャン５により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、ＵＶ照射ユニット１２４Ｂから紫外線を照射し硬化させてモデル層５を形成すると、処理をＳ５０に移行する。
【0138】
ステップＳ５０では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０の吐出孔（ノズル）位置を１ドット分副走査方向にずらす（微小改行）と、処理をＳ５１に移行する。
【0139】
ステップＳ５１では、復路においてモデルスキャン６により第１ヘッド１２１からモデル材を吐出し、平坦化手段としての平坦化ローラ１２３によりモデル材の表面を平坦化し、ＵＶ照射ユニット１２４Ａから紫外線を照射し硬化させてモデル層６を形成すると、処理をＳ５２に移行する。
【0140】
ステップＳ５２では、立体造形物製造装置２００の制御手段が、造形ユニット１２０を副走査方向の位置を造形開始時の吐出位置まで戻すと、処理をＳ５３に移行する。
【0141】
ステップＳ５３は、立体造形物製造装置２００の制御手段が、Ｚ方向に造形ユニット１２０を所定量上昇させると、本処理を終了する。これ以降、ステップＳ４１からステップＳ５３の一連の処理を所定回数繰り返すことにより、比較例１の立体造形物が得られる。
【0142】
比較例１では、位置決め精度の悪い「微小改行」を行っているため、造形物にＹ段差が発生し、造形物の表面性が低下してしまった。
【0143】
次に、実施例２と比較例１について、以下のようにして、Ｙ段差発生率を比較した。結果を表１に示した。なお、微小改行の位置精度については立体造形物製造装置の装置間差があるため、２台の立体造形物製造装置（＃２０、＃８、３Ｄプリンタ、内製プロト機）を用いて評価を行った。
【0144】
＜Ｙ段差発生率＞
Ｙ段差発生率の評価は、立体造形物製造装置のステージにおけるＸＺ面に平行な面を複数個、それぞれ異なるＸＹ位置に造形し、Ｙ段差が発生している面の数を数えた。造形したモデルの大きさはＸ方向の長さ５ｍｍ、Ｙ方向の長さ２ｍｍ、Ｚ方向の高さ１０ｍｍである。また、立体造形物製造装置によってＹ段差が発生しやすいＸＹ位置が異なるため、ステージ上の手前奥、左右、中央を全てカバーするような位置に、このモデルを全部で１０８０コ配置し、評価を行った。表１に示したＹ段差の発生率は、（Ｙ段差が発生しているＸＺ面数／全ＸＺ面数）によって求めた。
Ｙ段差発生率の評価は、立体造形物製造装置のステージにおけるＸＺ面に平行な面を複数個、それぞれ異なるＸＹ位置に造形し、Ｙ段差が発生している面の数を数えた。造形したモデルの大きさはＸ方向の長さ５ｍｍ、Ｙ方向の長さ２ｍｍ、Ｚ方向の高さ１０ｍｍである。また、立体造形物製造装置によってＹ段差が発生しやすいＸＹ位置が異なるため、ステージ上の手前奥、左右、中央を全てカバーするような位置に、このモデルを全部で１０８０コ配置し、評価を行った。表１に示したＹ段差の発生率は、（Ｙ段差が発生しているＸＺ面数／全ＸＺ面数）によって求めた。
【0145】
【表1】
【0146】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、
複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行うことを含む制御手段と、
を有することを特徴とする立体造形物製造装置である。
＜２＞ １つの前記通常印字に対して、１つの前記インターレース印字を行う前記＜１＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜３＞ １つの前記通常印字に対して、複数の前記インターレース印字を行う前記＜１＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜４＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、
別の層において、前記インターレース印字処理を行う前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
＜５＞ 前記吐出手段が、主走査方向に往復動し、往動時および復動時のそれぞれにおいて前記造形材料を吐出する、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜６＞ 前記吐出手段が、往動時よりも復動時の方が多く前記造形材料を吐出する、前記＜５＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜７＞ 前記吐出手段により吐出された前記造形材料の表面を平坦化する平坦化手段を有する、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜８＞ 前記吐出手段が、複数の造形材料を吐出可能であり、
前記制御手段が、第１の造形材料を吐出し、硬化させて第１の造形領域を形成した後、同じ行において第２の造形材料を吐出し、硬化させて第２の造形領域を形成する制御を行う、前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜９＞ 前記第２の造形材料が、水溶性の造形材料である前記＜８＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜１０＞ 複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせることを特徴とする立体造形物製造用吐出プログラムである。
＜１１＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、別の層において、前記インターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせる前記＜１０＞に記載の立体造形物製造用吐出プログラムである。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
＜１２＞ 前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載したことを特徴とする立体造形物製造装置である。
＜１３＞ 複数の行で通常印字を行う通常印字工程と、
複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字工程と、を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜１４＞ １つの前記通常印字に対して、１つの前記インターレース印字を行う前記＜１３＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１５＞ １つの前記通常印字に対して、複数の前記インターレース印字を行う前記＜１３＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１６＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、
別の層において、前記インターレース印字処理を行う前記＜１３＞から＜１５＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
＜１＞ 副走査方向に第１、第２、・・・第ｎの複数の吐出孔を有し、複数の前記吐出孔から造形材料を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段により吐出された前記造形材料を硬化させるための硬化手段と、
複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行うことを含む制御手段と、
を有することを特徴とする立体造形物製造装置である。
＜２＞ １つの前記通常印字に対して、１つの前記インターレース印字を行う前記＜１＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜３＞ １つの前記通常印字に対して、複数の前記インターレース印字を行う前記＜１＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜４＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、
別の層において、前記インターレース印字処理を行う前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
＜５＞ 前記吐出手段が、主走査方向に往復動し、往動時および復動時のそれぞれにおいて前記造形材料を吐出する、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜６＞ 前記吐出手段が、往動時よりも復動時の方が多く前記造形材料を吐出する、前記＜５＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜７＞ 前記吐出手段により吐出された前記造形材料の表面を平坦化する平坦化手段を有する、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜８＞ 前記吐出手段が、複数の造形材料を吐出可能であり、
前記制御手段が、第１の造形材料を吐出し、硬化させて第１の造形領域を形成した後、同じ行において第２の造形材料を吐出し、硬化させて第２の造形領域を形成する制御を行う、前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置である。
＜９＞ 前記第２の造形材料が、水溶性の造形材料である前記＜８＞に記載の立体造形物製造装置である。
＜１０＞ 複数の行で通常印字を行う通常印字処理および、複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせることを特徴とする立体造形物製造用吐出プログラムである。
＜１１＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、別の層において、前記インターレース印字処理を行う処理をコンピュータに行わせる前記＜１０＞に記載の立体造形物製造用吐出プログラムである。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
＜１２＞ 前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形物製造用吐出プログラムを搭載したことを特徴とする立体造形物製造装置である。
＜１３＞ 複数の行で通常印字を行う通常印字工程と、
複数の行で前記通常印字に対するインターレース印字を行うインターレース印字工程と、を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜１４＞ １つの前記通常印字に対して、１つの前記インターレース印字を行う前記＜１３＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１５＞ １つの前記通常印字に対して、複数の前記インターレース印字を行う前記＜１３＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１６＞ 第Ｎ層において、前記通常印字処理を行い、
別の層において、前記インターレース印字処理を行う前記＜１３＞から＜１５＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
ただし、前記Ｎは１以上の整数を表す。
【0147】
前記＜１＞から＜９＞および＜１２＞のいずれかに記載の立体造形物製造装置、前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形物製造用吐出プログラム、ならびに前記＜１３＞から＜１６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0148】
１０ 立体造形物製造装置
１１ 第１ヘッド
１２ 第２ヘッド
１３ ＵＶ照射ユニット
１４ ステージ
１６ 平坦化ローラ
２０ 造形ユニット
１１ 第１ヘッド
１２ 第２ヘッド
１３ ＵＶ照射ユニット
１４ ステージ
１６ 平坦化ローラ
２０ 造形ユニット
【先行技術文献】
【特許文献】
【0149】
【文献】特開２０１７－１０５１４１号公報
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】