JP2014104737A - 立体造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】含浸剤を内部に良好に浸透させる立体造形物を造形することが可能な立体造形装置を提供する。
【解決手段】立体造形装置は、ヘッドから吐出する造形液によって、立体造形粉体を固化し、立体造形物を造形する。立体造形装置のＣＰＵは、ヘッドの吐出位置の一部で、造形液の吐出が禁止されるように、造形データを変更する（Ｓ５）。ＣＰＵは、ヘッド及び造形台を駆動する（Ｓ１１、Ｓ１３）ことによって、ステージ上の立体造形粉体に対してヘッドから造形液を吐出し、粉体が部分的に固化した造形層を造形する。ＣＰＵは、立体造形物の表面の一部分である表面部分を形成させる場合、ヘッドの吐出位置の一部で、造形液の吐出を禁止する（Ｓ１９）。これによってＣＰＵは、単位面積当たりの造形液の吐出量を、立体造形物の表面の表面部分を除く他の表面部分を形成させるために吐出する造形液の単位面積当たりの吐出量よりも小さくする。
【選択図】図８

Description

本発明は、立体造形粉体に造形液を吐出し、立体造形粉体を固化することで立体造形物を造形する立体造形装置に関する。

従来、立体造形粉体（以下、単に「粉体」という場合がある。）と造形液とを混合して固化することで、立体造形物を造形する立体造形装置が知られている（例えば特許文献１参照）。立体造形装置は、平坦に配置した粉体に対し、インクジェットヘッドを用いて造形液を吐出する。粉体と造形液は、混合すると固化して立体造形物の層を形成する。以上の工程が、造形データに基づいて繰り返され、層が重ねられる。これによって、作業者が所望する形状の立体造形物が造形される。

立体造形装置によって造形した立体造形物を、含浸剤に浸漬させて使用する場合がある。例えば、含浸剤として硬化剤が用いられる場合がある。立体造形物を硬化剤に浸漬させることによって、その硬化剤を硬化させ、立体造形物の硬度を高めることができる。

特表２０１０−５１５６０５号公報

しかしながら、立体造形物の表面は固化された状態であるため、含浸剤に浸漬しても、立体造形物内部に含浸剤が浸透し難い。このため、立体造形物の内部に含浸剤を浸透させることができないという問題点がある。

本発明の目的は、含浸剤を内部に良好に浸透させる立体造形物を造形することが可能な立体造形装置を提供することである。

本発明の立体造形装置は、造形液を混合することで固化する立体造形粉体に対して前記造形液を吐出することが可能な吐出手段と、前記吐出手段によって前記造形液を吐出し、前記立体造形粉体を固化することで造形層を形成し、前記造形層を重ねることで立体造形物を造形する制御を行う制御手段と、造形される前記立体造形物の場所に応じて、前記立体造形物を形成させるために吐出する前記造形液の、前記立体造形物の単位面積当たりの吐出量を調節する調節手段とを備えた立体造形装置であって、前記調節手段は、前記立体造形物の表面の一部分である表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量を、前記立体造形物の表面の前記表面部分を除く他の表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくすることを特徴とする。

本発明の立体造形装置は、立体造形物の表面の表面部分を形成させるために吐出する造形液の単位面積当たりの吐出量を、他の表面部分を形成させるために吐出する造形液の単位面積当たりの吐出量よりも小さくする。このため、造形された立体造形物の表面部分は、他の表面部分に比べて少ない造形液で固化された状態となるため、多くの隙間を有した状態になる。立体造形物を含浸剤に浸漬させた場合、この隙間に含浸剤が良好に浸透するので、立体造形物の内部まで含浸剤を浸透させることが可能となる。従って立体造形装置は、含浸剤に浸漬させた場合に内部まで含浸剤を浸漬させることが可能な立体造形物を造形することができる。

本発明の立体造形装置において、前記吐出手段は、前記造形液を吐出するヘッドを備え、前記制御手段は、前記立体造形粉体に対する複数の吐出位置で前記ヘッドから前記造形液を吐出させることによって前記造形層を形成し、前記調節手段は、前記表面部分を形成させるために前記造形液を吐出する前記ヘッドの前記複数の吐出位置のうち、特定の複数の吐出位置で前記造形液の吐出を禁止することによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節してもよい。

本発明の立体造形装置において、前記調節手段は、前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置を、前記表面部分のうち特定の部分に密集させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節してもよい。

本発明の立体造形装置において、前記調節手段は、前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置を、前記表面部分内に分散させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節してもよい。

本発明の立体造形装置において、前記調節手段は、前記吐出位置のうち前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置の、単位面積当りの数を変化させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節してもよい。

本発明の立体造形装置において、前記立体造形物の厚さに応じて、前記単位面積当たりの吐出量を決定する決定手段を備えてもよい。

本発明の立体造形装置において、前記調節手段は、前記立体造形物の内部の一部分である内部部分を形成させるために吐出する前記造形液の、前記立体造形粉体の単位面積当たりの吐出量を、前記立体造形物の内部の前記内部部分を除く他の内部部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくしてもよい。

本発明の立体造形装置において、前記表面部分及び前記内部部分が隣接してもよい。

本発明の立体造形装置において、前記表面部分を受け付ける受付手段を備え、前記調節手段は、前記受付手段によって受け付けた前記表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量を、前記他の表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくしてもよい。

立体造形装置１の外観斜視図である。 造形台６、粉体供給機構１４、及びヘッド２１の斜視図である。 立体造形装置１の電気的構成を示すブロック図である。 立体造形物１０３の概要、及び、立体造形物１０３の一部分を拡大した図である。 立体造形物１１３の概要、及び、立体造形物１１３の一部分を拡大した図である。 立体造形物１１３の概要を示す図である。 立体造形物１１３の概要、及び、立体造形物１１３の一部分を拡大した図である。 立体造形処理のフローチャートである。 データ変更処理のフローチャートである。 テーブル５２１を示す図である。 変形例における立体造形物１１３の概要、及び、立体造形物１１３の一部分を拡大した図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１の左下側及び右上側は、それぞれ、立体造形装置１の前側及び後側である。図１の左右方向及び上下方向は、それぞれ、立体造形装置１の左右方向及び上下方向である。

図１及び図２を参照して、立体造形装置１の構成について説明する。立体造形装置１は、造形データに従って、造形液を吐出するヘッド２１等を駆動することで、立体造形物を造形することができる。立体造形装置１は、ネットワーク等を介して、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１００から造形データを受信することができる。ＰＣ１００は、物体の三次元形状及び色を示す立体データに基づいて造形データを作成し、立体造形装置１に提供する。なお立体造形装置１は、造形データを他のデバイスから取得してもよい。また立体造形装置１は、物体の三次元形状及び色を示す立体データをＰＣ１００から取得し、取得した立体データに基づいて造形データを作成してもよい。

図１に示すように、立体造形装置１は、土台２、造形台６、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、タンク３１、及び粉体回収部１３を主に備える。土台２は、左右方向を長手方向とする矩形板状に形成されており、立体造形装置１の全体を支持する。造形台６はステージ９を備える。立体造形物はステージ９上で造形される。粉体供給機構１４は、造形台６の供給部１２（図２参照）上に立体造形粉体を供給する。平坦化ローラ１８は、供給部１２上に載置された立体造形粉体を、ステージ９上へ移動させて平坦化し、立体造形粉体の層（以下、「粉体層」という。）を形成する。ヘッド２１は、ステージ９上に形成された粉体層に造形液を吐出する。タンク３１は、ヘッド２１から吐出させる造形液を貯蔵する。粉体回収部１３は、固化せずに立体造形物の周辺に残存した余分な立体造形粉体（以下、「未硬化粉体」という。）を回収する。以下、各構成について説明する。

造形台６について説明する。図１に示すように、造形台６は、造形台６を支持する基部７と、基部７の上部に支持される枠部８とを備える。基部７の左右の各々には、前後方向に貫通する貫通穴（図示せず）が形成されている。土台２の略中央には、前後方向に延びる２本のレール３が設けられている。２本のレール３は、土台２の前側端部に設けられた支持部４と、後側端部に設けられた支持部（図示せず）とによって、土台２の上面から所定の高さで支持されている。２本のレール３の各々は、基部７に形成された２つの貫通穴の各々を貫通する。

土台２の背面側端部には、造形台６を前後動させるための前後動モータ４１（図３参照）が設けられる。前後動モータ４１が駆動すると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力が造形台６に伝わり、造形台６は２本のレール３に沿って前後方向に移動する。粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、及びヘッド２１は、造形台６のステージ９に対して前後方向に相対移動する。

なお、前後動モータ４１は、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、及びヘッド２１を移動させてもよい。立体造形装置１は、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、及びヘッド２１をステージ９に対して相対移動させればよい。

図２に示すように、枠部８の形状は略立方体である。枠部８には、上面が開放された平面視略矩形状の凹部を中央に有する。枠部８は、該凹部においてステージ９（図１参照）を昇降可能に保持する。ステージ９の上面は水平に保たれている。枠部８の右側面には、ステージ９の下方の空間から未硬化粉体を粉体回収部１３（図１参照）に導くための回収路１０が接続される。枠部８の後端部近傍には、上面が開放された平面視矩形の凹部である粉体落下口１１が設けられる。粉体落下口１１には、粉体層を形成する際に平坦化ローラ１８によって集積された余剰粉体が落下する。造形台６の正面側の上端部から、板状の供給部１２が前方へ水平に延びる。供給部１２には、粉体供給機構１４が供給する立体造形粉体が載置される。

ステージ９（図１参照）は、造形台６に設けられたステージ昇降モータ４２（図３参照）の動力によって昇降する。立体造形装置１は、昇降範囲の上部からステージ９を徐々に下降させながら立体造形物を造形する。ステージ９は、図示しないが、上部ステージ及び下部ステージを備える。上部ステージ及び下部ステージは、略同一形状の板状部材であり、水平に配置される。上部ステージ及び下部ステージは、厚み方向に貫通する複数の孔を共に備える。しかし、平面視において、上部ステージの孔の位置と、下部ステージの孔の位置とが重複しないように、上部ステージ及び下部ステージが形成されている。従って、ステージ９が静止している状態では、立体造形粉体はステージ９上に堆積する。未硬化粉体は上部ステージ及び下部ステージの孔から落下し、回収路１０を通じて粉体回収部１３に吸引される。

粉体供給機構１４について説明する。図２に示すように、粉体供給機構１４は、貯留部１５、及び粉体供給ローラ１６を備える。貯留部１５の上部は、上方へ向けて徐々に前後方向の幅が広がる箱状に形成されている。貯留部１５は、内部に立体造形粉体を貯留する。貯留部１５の下部は開口となっており、貯留部１５内の立体造形粉体は開口から落下する。粉体供給ローラ１６は、貯留部１５の下部の開口よりもやや上方に回転可能に設けられる。貯留部１５と粉体供給ローラ１６の間には隙間が無いため、立体造形粉体が隙間から下方へ落下することは無い。粉体供給ローラ１６の回転軸は左右方向に延びる。粉体供給ローラ１６は、貯留部１５の右端及び左端において回転可能に支持される。粉体供給ローラ１６の外周面には、左右方向に長く、且つ中心に向かって凹んだ凹部１７が設けられる。凹部１７には、貯留部１５に貯留された立体造形粉体が溜まる。従って、粉体供給モータ４４（図３参照）の動力によって粉体供給ローラ１６が回転すると、凹部１７に溜まった立体造形粉体が下方へ落下する。

平坦化ローラ１８について説明する。平坦化ローラ１８は、造形台６の供給部１２に供給された立体造形粉体を、ステージ９上に移動させて平坦化し、粉体層を形成する。図２に示すように、平坦化ローラ１８の回転軸１９は、ステージ９の上面と平行な状態（つまり、水平な状態）で、造形台６の移動方向と交差する方向（左右方向）に延びる。回転軸１９は、粉体回収部１３（図１参照）に配置された平坦化ローラ回転モータ４３（図３参照）に接続される。平坦化ローラ回転モータ４３が駆動されると、平坦化ローラ１８は右側面視反時計回りの方向に回転する。立体造形装置１は、粉体層を形成する場合、平坦化ローラ１８を回転させながら造形台６を後方から前方へ移動させる。その結果、立体造形粉体は、ステージ９（図１参照）上で平坦化される。平坦化ローラ１８の背面側に集積された余剰粉体は、造形台６の背面側に形成された粉体落下口１１に落下する。

粉体供給機構１４の貯留部１５の正面に、板状のブレード２０が固定される。ブレード２０は、貯留部１５の正面の壁面から前方斜め下方へ延び、平坦化ローラ１８の背面側に隙間無く接触している。平坦化ローラ１８に付着した立体造形粉体は、ブレード２０によって除去される。さらに、ブレード２０は、平坦化ローラ１８の背面側の立体造形粉体が正面側に飛散することを防止することができる。よって、平坦化ローラ１８によって形成された粉体層の上面は平坦に保たれる。飛散した立体造形粉体が、以下に述べるヘッド２１に付着する可能性も低下する。

ヘッド２１について説明する。ヘッド２１は造形液を下方に吐出する。立体造形粉体は、吐出された造形液と混合されることによって固化する。本実施形態の立体造形装置１は、無色のクリア造形液と、着色されたカラー造形液とをヘッド２１から吐出する。図１に示すように、造形台６の上方、且つ平坦化ローラ１８の前方には、ヘッド２１の左右方向の移動を案内するためのガイドレール２３が設けられる。ガイドレール２３は、立体造形装置１の左胴部３９の右側面から右方へ真っ直ぐに水平に延び、粉体回収部１３の左側面に接続される。ガイドレール２３は、ヘッド２１を左右方向に貫通している。ヘッド２１は、ガイドレール２３に沿って左右方向に移動できる。立体造形装置１の左胴部３９には、ヘッド２１を移動させるためのヘッド移動モータ４５（図３参照）が設けられる。ヘッド移動モータ４５が駆動されると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力がヘッド２１に伝わり、ヘッド２１が左右方向に移動する。

図２に示すように、ヘッド２１は、４つのカラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５を備える。カラーヘッド２４Ｋは、ブラックの造形液を吐出する。カラーヘッド２４Ｍは、マゼンタの造形液を吐出する。カラーヘッド２４Ｃは、シアンの造形液を吐出する。カラーヘッド２４Ｙは、イエローの造形液を吐出する。クリアヘッド２５は、無色の造形液（クリア造形液）を吐出する。立体造形装置１は、造形液を貯蔵するタンク３１を備える。タンク３１は、複数のチューブからなる接続管２９によってヘッド２１に接続されており、接続管２９を通じてヘッド２１に造形液を供給する。

粉体回収部１３は、図１に示すように、造形台６と右胴部４０の間に配置される。粉体回収部１３は、造形台６内の未硬化粉体を吸引するためのポンプ（図示せず）を備える。また、右胴部４０の正面には、作業者からの操作入力を受け付けるため入力部及び表示部を備えた操作パネル５３が設けられる。

図３を参照して、立体造形装置１の電気的構成について説明する。立体造形装置１は、立体造形装置１の制御を司るＣＰＵ５０を備える。ＣＰＵ５０には、ＲＡＭ５１、ＲＯＭ５２、操作パネル５３、外部通信Ｉ／Ｆ５４、モータ駆動部５５、及びヘッド駆動部５６が、バス５９を介して接続されている。

ＲＡＭ５１には、ＰＣ１００から受信した造形データや設定情報等の各種データが一時的に記憶される。ＲＯＭ５２には、立体造形装置１の動作を制御するための制御プログラム、テーブル５２１（図１０参照、後述）、及び初期値等が記憶される。外部通信Ｉ／Ｆ５４は、立体造形装置１をＰＣ１００等の外部機器に接続する。なお、立体造形装置１は、ＵＳＢインタフェース、インターネット等を介して、他のデバイス（例えば、ＵＳＢメモリ、サーバ等）からデータを取得することも可能である。モータ駆動部５５は、ＣＰＵ５０の制御に従って、前後動モータ４１、ステージ昇降モータ４２、平坦化ローラ回転モータ４３、粉体供給モータ４４、及びヘッド移動モータ４５の各々の動作を制御する。ヘッド駆動部５６はヘッド２１に接続し、ヘッド２１の各吐出チャンネルに設けられた圧電素子を駆動する。

立体造形装置１のＣＰＵ５０は、ヘッド２１から造形液を吐出させる場合の吐出制御を、ＰＣ１００から取得した造形データに基づいて行う。本実施形態においてＣＰＵ５０は、立体造形装置１によって造形された立体造形物が含浸剤に浸漬された場合に、立体造形物の内部に含浸剤が良好に浸透するように、造形データを変更する。ＣＰＵ５０は、変更した造形データに基づいて、造形液の吐出制御を行う。具体的には次の通りである。

ＣＰＵ５０は、ヘッド移動モータ４５を制御することによって、ガイドレール２３に沿ってヘッド２１を左右方向に移動させ、且つ、前後動モータ４１を制御することによって、レール３に沿って造形台６を前後方向に移動させる。これによってＣＰＵ５０は、ステージ９上の粉体層に対するヘッド２１の位置を相対的に変化させることで、ヘッド２１を粉体層に対して二次元方向（左右方向及び前後方向）の複数の位置（以下、「複数のヘッド位置」という。）に配置させることができる。

造形データには、吐出位置情報及びヘッド種別が対応付けられたデータが、積層される造形層毎に含まれる。なお、吐出位置情報は、粉体層に対するヘッド２１の複数の位置（複数のヘッド位置）のうち、造形液の吐出によって立体造形粉体を固化させる複数の位置（以下、「複数の吐出位置」という。）を示す情報である。ヘッド種別は、カラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５の種別を示す情報である。造形層は、粉体層の立体造形粉体が、造形液の吐出によって部分的に固化したものである。なお造形データには、ステージ９上の粉体層のうち立体造形物を造形する部分に対応する全てのヘッド位置を示す吐出位置情報が含められる。

なお、ヘッド２１には、カラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５が含まれており、夫々は左右方向に並んで配置されている。このため厳密には、特定のヘッド位置にヘッド２１が配置した状態で、カラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５の夫々の位置は異なる。本実施形態では、説明を容易化するために、特定のヘッド位置にヘッド２１が配置した状態でステージ９上の粉体層に対して造形液が吐出された場合、粉体層に付着する造形液の位置がカラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５に依らず一致するように、夫々の造形液の吐出方向が調整されているものとする。

ＰＣ１００は、造形データを作成し、立体造形装置１に提供する。立体造形装置１のＣＰＵ５０は、ＰＣ１００から取得した造形データに基づいて、造形液の吐出制御を行う。ここで通常、ＣＰＵ５０は、複数のヘッド位置のうち、造形データに含まれる吐出位置情報によって示される複数の吐出位置で、ヘッド種別によって示される種別のヘッド２１から造形液を吐出させる制御を行う。ＣＰＵ５０は、ステージ９を徐々に下降させながら、ヘッド２１から造形液を吐出させる制御を繰り返す。これによって、立体造形粉体が部分的に固化された粉体層、即ち造形層が積層され、立体造形物が最終的に造形される。

図４を参照し、直方体状の立体造形物１０３が立体造形装置１によって造形される場合を例に挙げて説明する。図４の左側、右側、左斜め下側、右斜め上側、上側、及び下側を、夫々、立体造形物１０３の前側、後側、右側、左側、上側、及び下側という。Ｗ１は、立体造形物１０３を構成する造形層１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ・・・１０３Ｄ、１０３Ｅの一部（後方右側の角部分）を上方から見た拡大図である。

Ｗ１のうち複数の丸線（丸実線及び丸点線）は、ヘッド２１が二次元方向（左右方向及び前後方向）に相対移動した場合の複数の位置である複数のヘッド位置１０６を示している。後述する図５、７、１１についても同様である。このように複数のヘッド位置１０６は、左右方向及び前後方向に隣接して整列配置される。ここで造形データには、複数のヘッド位置１０６のうち、立体造形物１０３の平面視形状である長方形の内部１０２（Ｗ１のうち、太線１０５に対して左上側の領域）に配置される複数の吐出位置１０７（丸実線）を示す吐出位置情報が全て含まれる。なお、これらの吐出位置情報には、夫々、ヘッド２１の種別を示すヘッド種別が対応付けられる。

ＣＰＵ５０は、複数の吐出位置１０７にヘッド２１が配置された状態で、ヘッド種別によって示されるヘッド２１（カラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５のいずれか）から、造形液を吐出させる。一方、複数の吐出位置１０７（丸実線）を除く複数のヘッド位置１０８（丸点線）に配置したヘッド２１からは、造形液を吐出させない。これによって、吐出された造形液によって長方形状の領域が固化された粉体層、即ち、立体造形物１０３を構成する一部の造形層（例えば造形層１０３Ｅ）が造形される。

ＣＰＵ５０は、ステージ９を徐々に下降させながら、複数の吐出位置１０７にヘッド２１が配置された状態でヘッド２１から造形液を吐出させる処理を繰り返す。これによって、複数の造形層（例えば、造形層１０３Ｅ、１０３Ｄ、・・・１０３Ｃ、１０３Ｂ、１０３Ａ）は順番に積層され、直方体状の立体造形物１０３が最終的に造形される。

上述の場合、長方形の内部１０２に配置される複数のヘッド位置１０６の全て（即ち、複数の吐出位置１０７）で、ヘッド２１から造形液が吐出されることになる。このため、粉体層のうち固化された部分の密度は高く、隙間が非常に少ない状態となっている。従って、立体造形物１０３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は隙間を通って立体造形物１０３の内部に浸透し難い。従って、例えばユーザが、含浸剤として硬化剤を使用し、立体造形物１０３の硬度を向上させるために立体造形物１０３を硬化剤に浸漬させた場合、立体造形物１０３の内部の硬度を硬化剤によって向上させることは難しい。

これに対し、本実施形態においてＣＰＵ５０は、造形される立体造形物１０３に対して含浸剤が良好に浸透するように、造形データの吐出位置情報を変更する。ＣＰＵ５０は、吐出位置情報を変更した造形データに基づいて、造形液の吐出制御を行う。変更後の造形データに基づいて造形液の吐出制御が行われ、直方体状の立体造形物１１３（図５参照）が造形される場合を例に挙げて説明する。

図５を参照し、直方体状の立体造形物１１３が立体造形装置１によって造形される場合を例に挙げて説明する。図５の左側、右側、左斜め下側、右斜め上側、上側、及び下側を、夫々、立体造形物１１３の前側、後側、右側、左側、上側、及び下側という。Ｗ２は、造形層１１３Ａの一部（後方右側の角部分）を上方から見た拡大図である。

ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３を構成する造形層１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、・・・１１３Ｄ、１１３Ｅのうち、上側の表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するための造形データの吐出位置情報を変更する。具体的には、ＣＰＵ５０は、複数の吐出位置１０７のうち、特定の複数の吐出位置１０９Ａ、１０９Ｂ・・・等からの造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更する。以下、特定の複数の吐出位置１０９Ａ、１０９Ｂを、夫々、「複数の吐出禁止位置１０９Ａ、１０９Ｂ」ともいい、複数の吐出禁止位置１０９Ａ、１０９Ｂ等を総称し、「複数の吐出禁止位置１０９」ともいう。複数の吐出禁止位置１０９Ａ、１０９Ｂは、夫々、隣接して密集配置した約１０個の吐出禁止位置を含む。また複数の吐出禁止位置１０９Ａ、１０９Ｂは、夫々、全体として略円形を形成する。

複数の吐出禁止位置１０９では、造形液の吐出が禁止されるので、変更された造形データに基づいてＣＰＵ５０が造形液の吐出制御を行った場合、これらの部分で立体造形粉体は固化されない。このため、最終的に造形される立体造形物１１３の上側の表面部分１１３Ｆには、断面形状が略円形の複数の穴１１４（穴１１４Ａ、１１４Ｂ）が形成される。なお、複数の穴１１４の夫々の直径は、ヘッド２１が左右方向に吐出位置４個分移動する場合の移動距離と略同一である。また、複数の穴１１４の深さは、造形層１１４Ａの上下方向の長さ（厚さ）と略同一である。

ここで、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の総量（Ｓと表記する。）を、表面部分１１３Ｆの面積（Ｑと表記する。）で除算した値 Ｓ／Ｑ、即ち、表面部分１１３Ｆを造形するためにヘッド２１から吐出される造形液の単位面積当りの吐出量（Ｍと表記する。Ｍ＝Ｓ／Ｑ）は、例えば、立体造形物１１３の下側の表面部分１１３Ｓを構成する造形層１１３Ｅを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の総量（Ｒと表記する。）を、表面部分１１３Ｓの面積（表面部分１１３Ｆの面積と同一である。）Ｑで除算した値 Ｒ／Ｑ、即ち、表面部分１１３Ｓを造形するためにヘッド２１から吐出される造形液の単位面積当りの吐出量（Ｎと表記する。Ｎ＝Ｒ／Ｑ）よりも小さくなる（Ｍ＜Ｎ）。理由は、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形する場合、複数の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出が禁止されるためである。即ち、Ｓ＜Ｒの関係が成立するためである。

更に、立体造形物１１３を構成する他の造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄ等の夫々を造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の総量は、造形層１１３Ｅの場合の総量Ｒと同一であり、且つ、各層の面積は、表面部分１１３Ａの面積Ｑと同一である。このため、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の単位面積当りの吐出量Ｍ（＝Ｓ／Ｑ）は、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄ等の夫々を造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の単位面積当りの吐出量Ｎ（＝Ｒ／Ｑ）よりも小さくなる（Ｍ＜Ｎ）。

造形された立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は、表面部分１１３Ｆに形成された複数の穴１１４を通って内部に浸透し易くなる。従って、例えばユーザが含浸剤として硬化剤を使用し、立体造形物１１３を硬化剤に浸漬させた場合、硬化剤を立体造形物１１３の内部に浸透させることによって、立体造形物１１３の内部の硬度を向上させることが可能になる。

以上のように、ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆを造形するために吐出する造形液の単位面積当たりの吐出量を、他の表面部分（例えば１１３Ｓ）や、内部の造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、・・・１１３Ｄを形成させるために吐出する造形液の単位面積当たりの吐出量よりも小さくする。このため、造形された立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆは、他の表面部分に比べて少ない造形液で固化された状態となるため、多くの隙間（上述の場合、複数の穴１１４）を有した状態になる。立体造形物１１３を含浸剤に浸漬させた場合、この隙間に含浸剤が良好に浸透するので、立体造形物１１３の内部まで含浸剤を浸透させることが可能となる。

なお、上述においてＣＰＵ５０は、造形液の吐出を禁止する複数の吐出禁止位置１０９を、特定の部分に密集させ隣接配置させることによって、複数の穴１１４を形成させる。このため、立体造形物１１３を含浸剤に浸漬させた場合、含浸剤は、複数の穴１１４から内部に良好に浸透する。

またＣＰＵ５０は、ヘッド２１からの造形液の吐出を、複数の吐出禁止位置１０９で禁止することによって、単位面積当りの造形液の吐出量を容易に調節できる。

なお、造形データの吐出位置情報の変更方法は、上述の例に限定されない。例えばＣＰＵ５０は、断面形状が略多角形となるように配置される複数の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止させるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データに基づいて造形層１１３Ａを造形する場合、複数の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止することによって、断面形状が略多角形の複数の穴１１４を、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに形成させてもよい。

例えばＣＰＵ５０は、隣接配置される数個の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データに基づいて造形層１１３Ａを造形する場合、隣接配置される数個の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止することによって、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに形成させる穴１１４の直径を、図５の場合よりも小さくしてもよい。なお、隣接配置される吐出禁止位置１０９の数を数個とした場合、穴１１４は造形層１１３Ａを貫通せずに凹みとして形成される場合もある。また例えばＣＰＵ５０は、隣接配置される数十個の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データに基づいて造形層１１３Ａを造形する場合、隣接配置される数十個の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止することによって、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに形成させる穴１１４の直径を、図１２の場合よりも大きくしてもよい。

例えばＣＰＵ５０は、造形層１１３Ａ以外の造形層（造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ・・・等）の夫々に複数の穴１１４が形成されるように、夫々の造形層を造形するための造形データを変更してもよい。以下、詳説する。

図６を参照し、造形層１１３Ａに複数の穴１１４を形成し、且つ、造形層１１３Ａの下側に積層した造形層１１３Ｂに複数の穴１１５を形成する場合について説明する。図６の左側、右側、左斜め下側、右斜め上側、上側、及び下側を、夫々、立体造形物１１３の前側、後側、右側、左側、上側、及び下側という。なお図６では、説明を容易化するため、造形層１１３Ａと他の造形層（造形層１１３Ｂ、造形層１１３Ｃ、・・・造形層１１３Ｄ、造形層１１３Ｅ）とを離隔させている。実際には、造形層１１３Ａは造形層１１３Ｂの上側に積層する。

ＣＰＵ５０は、造形層１１３Ａを造形するための造形データの吐出位置情報を、複数の吐出禁止位置１０９からの造形液の吐出が禁止されるように変更する。加えてＣＰＵ５０は、造形層１１３Ｂを造形するための造形データの吐出位置情報を、複数の吐出禁止位置１０９からの造形液の吐出が禁止されるように変更する。複数の吐出禁止位置１０９は、造形層１１３Ａの造形データを変更する場合と、造形層１１３Ｂの造形データを変更する場合とで同一とする。ＣＰＵ５０は、変更した造形データに基づき、造形層１１３Ａ、１１３Ｂを造形する。複数の吐出禁止位置１０９に配置したヘッド２１からの造形液の吐出が禁止されることで、造形層１１３Ａに複数の穴１１４が形成され、造形層１１３Ｂに複数の穴１１５が形成される。

なお、造形層１１３Ａに形成された複数の穴１１４と、造形層１１３Ｂに形成された複数の穴１１５とで、前後方向及び左右方向（即ち水平方向）の位置は一致する。このため、造形層１１３Ａ、１１３Ｂが積層した場合、複数の穴１１４と複数の穴１１５とは上下方向に連通する。結果として、立体造形物１１３の表面には、図５の場合と比較して深さが２倍の複数の穴１１６が形成されることになる。

穴１１６が形成された立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は複数の穴１１６を通り、立体造形物１１３のより内部に浸透する。従って例えばユーザが、含浸剤として硬化剤を使用した場合、より内部に硬化剤を浸透させることによって、立体造形物１１３のより内部の硬度を向上させることができる。

例えばＣＰＵ５０は、造形層１１３Ｂの下側に積層した造形層１１３Ｃや、造形層１１３Ｅ及び造形層１１３Ｅの上側に積層した造形層１１３Ｄを造形するための造形データの吐出位置情報を、複数の吐出禁止位置１０９からの造形液の吐出が禁止されるように変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更した造形データに基づき、複数の穴が設けられた造形層１１３Ｃ、１１３Ｄ、１１３Ｅを造形してもよい。これによって、立体造形物１１３の内部の造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄはより少ない造形液で立体造形粉体が固化されていることになる。このため、立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は立体造形物１１３の内部までより浸透し易くなる。このようにして立体造形装置１は、より多くの含浸剤を内部に浸透させることが可能な立体造形物１１３を作成できる。

図７を参照し、立体造形物１１３の右側の表面部分１１３Ｇ、及び、後側の表面部分１１３Ｈに複数の穴１１４を形成する場合について説明する。図７の左側、右側、左斜め下側、右斜め上側、上側、及び下側を、夫々、立体造形物１１３の前側、後側、右側、左側、上側、及び下側という。Ｗ３は、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉの一部（後方右側の角部分）を上方から見た拡大図である。Ｗ３に含まれる太線１０５のうち左右方向に延びる太線１０５Ａは、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉのうち表面部分１１３Ｇを構成する部分に相当し、上下方向に延びる太線１０５Ｂは、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉのうち表面部分１１３Ｈを構成する部分に相当する。

ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３を構成する造形層１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉ、１１３Ｊ・・・のうち、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形するための造形データの吐出位置情報を変更する。具体的には、ＣＰＵ５０は、複数の吐出位置１０７のうち、複数の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄからの造形液の吐出が禁止されるように、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形するための造形データの吐出位置情報を変更する。なお、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉは、立体造形物１１３の上側の表面部分１１３Ｆを含む造形層１１３Ａに対して下方向に順番に積層する。

複数の吐出禁止位置１０９Ｃは、太線１０５Ａに近接配置される。複数の吐出禁止位置１０９Ｃのうち最も右側に配置される吐出禁止位置１０９Ｃは、太線１０５Ａに接する。複数の吐出禁止位置１０９Ｄは太線１０５Ｂに近接配置される。複数の吐出禁止位置１０９Ｄのうち最も後側に配置される吐出禁止位置１０９Ｄは、太線１０５Ｂに接する。複数の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄの夫々は、計１６個の吐出位置が、左右方向及び前後方向に４個ずつ隣接する。

変更された造形データに基づいて、１１３Ｉ、１１３Ｃ、１１３Ｂが順番に造形された場合、複数の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄに対応する部分で立体造形粉体は固化されない。このため、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉが積層されることによって立体造形物１１３が造形された場合、右側の表面部分１１３Ｇには、複数の吐出禁止位置１０９Ｃに対応する穴１１４Ｃが形成される。また、後側の表面部分１１３Ｈには、複数の吐出禁止位置１０９Ｄに対応する穴１１４Ｄが形成される。

穴１１４Ｃ、１１４Ｄの夫々の断面形状は、略四角形である。穴１１４Ｃ、１１４Ｄの夫々の水平方向の辺の長さは、ヘッド２１が左右方向に吐出位置４個分移動する場合の移動距離と略同一である。穴１１４Ｃ、１１４Ｄの夫々の上下方向の辺の長さは、造形層３層分の厚さと略同一である。穴１１４Ｃ、１１４Ｄの深さは、ヘッド２１が左右方向に吐出位置４個分移動する場合の移動距離と略同一である。

なお、図示されていないが、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈには、穴１１４Ｃ、１１４Ｄと同一形状の複数の穴１１４が複数形成されてもよい。また、立体造形物１１３の左側の表面部分、及び、前側の表面部分にも同様に、穴１１４Ｃ、１１４Ｄと同一形状の複数の穴１１４が形成されてもよい。

複数の穴１１４が立体造形物１１３の前後側及び左右側の表面部分（即ち側面部分）に形成されることによって、立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は複数の穴１１４を通って内部に浸透し易くなる。より多くの表面部分に複数の穴１１４が形成されることによって、例えばユーザが含浸剤として硬化剤を使用した場合、硬化剤を立体造形物１１３隅々まで浸透させることができる。

なお上述の例では、説明を容易化するために、穴１１４Ｃ、１１４Ｄの断面形状を略四角形とした。これに対してＣＰＵ５０は、断面形状が円形や略四角形以外の略多角形となるように配置される複数の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止させるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データに基づいて造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形する場合、複数の吐出禁止位置１０９で造形液の吐出を禁止することによって、断面形状が略円形や略多角形の複数の穴１１４を、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈに形成させてもよい。

またＣＰＵ５０は、隣接配置される数個の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄで造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データに基づいて造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形する場合、数個の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄで造形液の吐出を禁止することによって、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈに形成させる穴１１４の辺の長さ及び深さを小さくしてもよい。また例えばＣＰＵ５０は、隣接配置される数十個の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄで造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。ＣＰＵ５０は、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形する場合、隣接配置される数十個の吐出禁止位置１０９Ｃ、１０９Ｄで造形液の吐出を禁止することによって、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈに形成させる穴１１４の辺の長さ及び深さを大きくしてもよい。

図８及び図９を参照し、立体造形装置１のＣＰＵ５０によって実行される立体造形処理について説明する。立体造形処理は、操作パネル５３の入力部を介して立体造形物の造形を開始する指示が入力された場合に、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムをＣＰＵ５０が読み出して実行することによって、開始される。

図８に示すように、ＣＰＵ５０は、はじめに初期化処理を実行する（Ｓ１）。初期化処理によって、ヘッド２１が造形液を吐出できる状態となる。ＣＰＵ５０は、粉体供給機構１４の下側に供給部１２が配置される状態となるまで、前後動モータ４１を駆動して造形台６を前後方向に移動させる。ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５１に記憶されているデータを消去する。ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５１に記憶された変数Ｚ（詳細は後述する。）に１を記憶することによって、変数Ｚを初期化する。

図８に示すように、ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３を造形するための造形データ、及び設定情報が、ＲＡＭ５１に記憶されているか否かを判断する（Ｓ３）。なお、設定情報は、立体造形物１１３に形成させる複数の穴１１４の条件を含む情報である。複数の穴１１４の条件には、立体造形物１１３の表面部分のうち特定の表面部分、及び、浸透レベルが含まれる。特定の表面部分は、複数の穴１１４を形成させる表面部分である。浸透レベルは、造形される立体造形物１１３を含浸剤に浸漬させた場合における、含浸剤の浸透度合いを示す値である。浸透レベルとして、「大」「中」「小」の何れかを示す情報が設定される。

ＰＣ１００から造形データ及び設定情報を受信しておらず、ＲＡＭ５１に造形データ及び設定情報が記憶されていない場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はＳ３に戻り、ＣＰＵ５０は処理を繰り返す。

ユーザはＰＣ１００に対して、立体造形装置１に対して送信する造形データを選択する入力操作を行う。またユーザは、設定情報の入力操作を行う。そしてユーザは、ＰＣ１００から立体造形装置１に対する造形データ及び設定情報の送信指示を入力する。ＰＣ１００は、立体造形装置１に対して造形データ及び設定情報を送信し、立体造形装置１は造形データ及び設定情報を受信する。

ＣＰＵ５０は、外部通信Ｉ／Ｆ５４を介してＰＣ１００から造形データ及び設定情報を受信し、ＲＡＭ５１に記憶する。ＲＡＭ５１に造形データ及び設定情報が記憶された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、設定情報に基づいて造形データを変更する処理（データ変更処理、図９参照）を実行する（Ｓ５）。

図９を参照し、データ変更処理について説明する。ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５１に記憶された造形データ及び設定情報を読み込む（Ｓ３１）。ＣＰＵ５０は、操作パネル５３の表示部に設定情報（特定の表面部分及び浸透レベル）を表示し、ユーザに通知する。ＣＰＵ５０は、操作パネル５３の入力部を介してユーザが設定情報を変更する入力操作を行ったか判断する（Ｓ３３）。ユーザが設定情報を変更する入力操作を行った場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、入力操作に応じて、ＲＡＭ５１に記憶された設定情報を変更する（Ｓ３５）。処理はＳ３７に進む。一方、設定情報を変更する入力操作が行なわれていない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、処理はＳ３７に進む。

例えばユーザは、造形される立体造形物１１３のうち、使用時に視認され難い表面部分に複数の穴１１４が形成されるように、複数の穴１１４が形成される表面部分を立体造形装置１に対して入力することができる。例えば、立体造形物１１３がテーブルや台の上に載置されて使用される場合、立体造形物１１３のうちテーブルや台に接する表面部分を、複数の穴１１４が形成される表面部分として入力する。造形された立体造形物１１３が使用される場合、形成された複数の穴１１４は、テーブルや机によって隠れ、視認され難くなる。従って、複数の穴１１４が形成された場合に立体造形物１１３の見栄えを良好に維持できる。

なお、特定の表面部分は、設定情報に含まれていなくてもよい。ＣＰＵ５０は、ユーザの入力操作によって受け付けた特定の表面部分を、複数の穴１１４を形成させる表面部分として決定し、設定情報に対応づけてもよい。

ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５１に記憶された設定情報に基づき、造形する立体造形物１１３のうち、複数の穴１１４を形成させる表面部分を決定する。ＣＰＵ５０は、複数の穴１１４を形成させる表面部分が特定の表面部分として設定情報に含まれている場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、設定情報に基づいて、複数の穴１１４を形成させる表面部分を決定する（Ｓ３９）。処理はＳ４５に進む。

一方、複数の穴１１４を形成させる表面部分が設定情報に含まれていない場合（Ｓ３７：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、造形される立体造形物１１３に、無色の表面部分が含まれているか判断する（Ｓ４１）。なお、無色の表面部分は、クリアヘッド２５から吐出されるクリア造形液によって立体造形粉体が固化されることで造形される。このためＣＰＵ５０は、造形される立体造形物１１３の表面部分のうち、クリアヘッド２５から吐出されるクリア造形液によって造形される表面部分があるか判断することで、無色の表面部分が立体造形物１１３に含まれているか判断する。無色の表面部分が立体造形物１１３に含まれている場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、無色の表面部分を、複数の穴１４４を形成させる表面部分として決定する（Ｓ４３）。処理はＳ４５に進む。

無色の表面部分を、複数の穴１１４を形成させる表面部分として決定する理由は、無色の表面部分は、立体造形物１１３が使用される場合に目立たない部分となる可能性が高いためである。このため、このような部分に複数の穴１１４を形成させたとしても、立体造形物１１３の見た目が大きく悪化する可能性は小さい。

一方、無色の表面部分が立体造形物１１３に含まれていない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、操作パネル５３の表示部に、複数の穴１１４を形成させる表面部分の入力をユーザに対して促す文字を表示する。処理はＳ３３に戻る。ＣＰＵ５０は、操作パネル５３の入力部を介して複数の穴１１４を形成させる表面部分を入力する操作がなされることを、継続して待ち受ける。そして、複数の穴１１４を形成させる表面部分の入力がユーザによってなされた場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、入力された複数の穴１１４の表面部分を、複数の穴１１４の条件としてＲＡＭ５１に記憶することで、設定情報を変更する（Ｓ３５）。ＣＰＵ５０は、変更した設定情報に基づいて、造形される立体造形物１１３のうち複数の穴１１４を形成する表面部分を決定する（Ｓ３７：ＹＥＳ→Ｓ３９）。

Ｓ４５において、ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の厚さを決定する（Ｓ４５）。立体造形物１１３の厚さを決定する具体的な方法の一例について、以下に説明する。

ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５１に記憶された造形データに含まれる吐出位置情報に基づき、造形される立体造形物１１３の三次元形状を復元する。ＣＰＵ５０は、復元した立体造形物１１３の三次元形状を示す座標情報を算出する。なお造形データには、立体造形物１１３を造形する部分に対応する全てのヘッド位置を示す吐出位置情報が含められている。このためＣＰＵ５０は、造形される造形層の夫々の上下方向の長さ、即ち、ステージ９を段階的に下降させる場合の夫々の下降量と、吐出位置情報とに基づいて、造形される立体造形物１１３の三次元形状を示す座標情報を算出できる。

ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の重心を特定する。次いでＣＰＵ５０は、特定した重心を通る複数の平面によって立体造形物１１３を切断した複数の断面のうち、最も面積の広い断面を特定する。なおこの断面は、重心を通り且つステージ９に平行な断面、又は、この断面に直行する断面の中から選択することによって、簡易的に特定してもよい。次いでＣＰＵ５０は、特定した断面を通り、特定した断面に直交する複数の直線を特定する。最後にＣＰＵ５０は、特定した直線と立体造形物１１３の表面部分とが交差する２点を、夫々の直線毎に複数特定し、複数の２点間の距離のうちもっとも大きい距離を、立体造形装置１１３の厚さとして決定する。

なお、立体造形物１１３の厚さを特定する方法は、上述の方法に限定されない。例えばＣＰＵ５０は、立体造形物１１３における造形層の積層方向の長さを、厚さとして決定してもよい。また例えばＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の厚さを示す情報を、表面部分毎にＰＣ１００から取得してもよい。例えば、造形データに、厚さを示す情報が含まれていてもよい。ＣＰＵ５０は、ＰＣ１００から造形データを取得することによって、厚さを示す情報を同時に取得してもよい。

次にＣＰＵ５０は、決定した厚さをテーブル５２１（図１０参照）に適用することによって、複数の穴１１４の形状（径及び深さ）を特定する（Ｓ４７）。以下、図５及び図６に示すように、立体造形物１１３の上側の表面部分１１３Ｆ、即ち、造形層１１３Ａ、１１３Ｂ・・・と平行な表面部分１１３Ｆが、複数の穴１１４を形成させる表面部分（決定表面部分）として決定された場合を例に挙げて説明する。

図１０に示すように、テーブル５２１では、厚さが３段階（ｄ１（ｍｍ）未満、ｄ１以上ｄ２（ｍｍ）未満、及び、ｄ２以上）（但し、０＜ｄ１＜ｄ２）に区分されている。またテーブル５２１には、厚さの３つの区分のうち、ｄ１以上ｄ２未満及びｄ２以上の夫々に、複数の穴１１４の夫々の径（ｒ１（ｍｍ）及びｒ２（ｍｍ））（但し、ｒ１＜ｒ２）の夫々が対応付けられている。なお、厚さの区分のうちｄ１未満に径は対応付けられない。またテーブル５２１では、厚さの３つの区分のうち、ｄ１以上ｄ２未満及びｄ２以上の夫々に、浸透レベル（大、中、小）の夫々が対応付けられている。また、夫々の浸透レベルに対し、造形層の層数が対応付けられている。

ＣＰＵ５０は、Ｓ３５で決定した厚さをテーブル５２１に適用させることによって、複数の穴１１４の径を特定する。具体的には次の通りである。ＣＰＵ５０は、決定した厚さがｄ１未満である場合、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに複数の穴１１４を形成させない。ＣＰＵ５０は、決定した厚さがｄ１以上ｄ２未満である場合、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに形成させる複数の穴１１４の径を、ｒ１に特定する。ＣＰＵ５０は、決定した厚さがｄ２以上である場合、立体造形物１１３の表面部分１１３Ｆに形成させる複数の穴１１４の径を、ｒ２に特定する。

またＣＰＵ５０は、Ｓ４５で決定した厚さ、及び、設定情報に含まれる浸透レベルを、テーブル５２１に適用させることによって、複数の穴１１４の深さを特定する。ＣＰＵ５０は、決定した厚さがｄ１以上ｄ２未満である場合であって、浸透レベルが「大」である場合、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａと、その内側に積層する３層分の造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉの合計４層分の造形層の夫々に対して、複数の穴１１４、１１５等の夫々を形成させる。浸透レベルが「中」である場合、造形層１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃの合計３層分の造形層の夫々に対して、複数の穴１１４、１１５等を形成させる。浸透レベルが「小」である場合、造形層１１３Ａ、１１３Ｂの合計２層分の造形層の夫々に対して、複数の穴１１４、１１５を形成させる。夫々の造形層には、複数の穴１１４、１１５等が同一位置に形成されるので、複数の穴１１４、１１５等が形成された複数の造形層が積層された場合、夫々に形成された複数の穴１１４、１１５等は積層方向（上下方向）に連通し、深さの深い複数の穴（例えば複数の穴１１６、図６参照）が形成されることになる。以上のようにしてＣＰＵ５０は、複数の穴の深さを特定する。

以上のように、ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の厚さに応じて、複数の穴１１４、１１５等の大きさ及び深さを決定することができる。またＣＰＵ５０は、テーブル５２１を適用することによって、厚さが大きくなる程（ｄ１→ｄ２）、複数の穴１１４、１１等の径を大きくする（ｒ１→ｒ２）ことができる。立体造形物１１３の厚さが厚い場合により大きな径の複数の穴１１４を立体造形物１１３に形成させることができるので、立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は、立体造形物１１３の内部まで確実に浸透する。なお本発明は、厚さに応じて複数の穴１１４、１１５等の大きさ及び深さを変更しなくてもよい。複数の穴１１４、１１５の大きさ及び深さは、予め設定情報として設定されていてもよい。

なお、複数の穴１１４の夫々の径が大きくなった場合、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の単位面積当りの吐出量は、複数の穴１１４の夫々の径が小さい場合と比較して小さくなる。従ってＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の厚さに応じて、立体造形粉体の単位面積あたりに吐出する造形液の吐出量を変化させていることになる。このようにＣＰＵ５０は、立体造形物１１３の厚さに応じて複数の穴１１４の径を変化させ、単位面積当たりの吐出量を決定することによって、立体造形物１１３内部に含浸剤を浸透させるために適切な量の造形液を立体造形粉体に吐出できる。このため立体造形装置は、必要十分な量の造形液によって立体造形粉体を良好に固化させつつ、造形液を効果的に浸透させることが可能な立体造形物１１３を造形することができる。

ＣＰＵ５０は、上述のようにして決定した複数の穴１１４の形状（径及び深さ）に基づき、複数の穴１１４を形成させるために造形液の吐出を禁止する位置を決定する（Ｓ４８）。ＣＰＵ５０は、決定した位置に基づき、造形データを変更する（Ｓ４９）。具体的には次の通りである。

ＣＰＵ５０は、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するための造形データの吐出位置情報によって示される複数の吐出位置のうち、決定した径の複数の穴１１４を所定の間隔で形成させるために造形液の吐出を禁止する複数の位置を、複数の吐出禁止位置１０９として設定する。またＣＰＵ５０は、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａの内側に積層する複数の造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ・・・のうち、テーブル５２１に基づいて特定された層数から１減算した層数分の造形層を特定する。ＣＰＵ５０は、特定した造形層を造形するための造形データの吐出位置情報によって示される複数の吐出位置のうち、決定した径の複数の穴１１４を所定の間隔で形成させるために造形液の吐出を禁止する複数の位置を、複数の吐出禁止位置１０９として設定する。データ変更処理は終了し、処理は立体造形処理（図８参照）に戻る。

なお、例えば図７に示すように、造形層１１３Ａ、１１３Ｂ・・・と交差する表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈが、決定表面部分として決定された場合、ＣＰＵ５０は、テーブル５２１に基づいて特定される径を、略四角形状の穴１１４の辺の長さとして特定する。またＣＰＵ５０は、テーブル５２１に基づいて特定された層数分造形層を積層した場合の上下方向の長さ（厚さ）を算出し、複数の穴１１４の深さとして特定する。以上のようにしてＣＰＵ５０は、複数の穴１１４の形状を特定する（Ｓ４７）。

ＣＰＵ５０は、決定した複数の穴１１４の形状に基づき、複数の穴１１４を形成させるために造形液の吐出を禁止する位置を決定する（Ｓ４８）。ＣＰＵ５０は、決定した位置に基づき、造形データを変更する（Ｓ４９）。具体的には次の通りである。ＣＰＵ５０は、決定した径の複数の穴１１４Ｃ、１１４Ｄを所定の間隔で表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈに配置した場合に、複数の穴１１４Ｃ、１１４Ｄと重なる造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを選択する。ＣＰＵは、造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉのうち表面部分１１３Ｇ、１１３Ｈを構成する部分（太線１０５Ａ、１０５Ｂ）から内側に、Ｓ４７で特定した深さに対応する数隣接する吐出位置を、造形液の吐出を禁止する複数の位置として特定する。ＣＰＵ５０は、選択した造形層１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｉを造形するための造形データの吐出位置情報によって示される複数の吐出位置のうち、造形液の吐出を禁止する複数の位置を、複数の吐出禁止位置１０９として設定する。データ変更処理は終了し、処理は立体造形処理（図８参照）に戻る。

図８に示すように、データ変更処理（Ｓ５）の終了後、ＣＰＵ５０は、変更された造形データのうち、下側からＺ番目の造形層を造形するための造形データを、ＲＡＭ５１から読み出す（Ｓ７）。ＣＰＵ５０は、粉末供給・平坦化処理を行う（Ｓ９）。詳細には次の通りである。

ＣＰＵ５０は、ステージ９の高さを、上面が造形台６の上面と同一平面に配置される位置から、形成する粉体層の厚み分だけ低い位置に調整する。ＣＰＵ５０は、粉体供給モータ４４を駆動し、供給部１２に対して立体造形粉体を供給する。立体造形粉体が供給部１２上に載置された状態になる。次いでＣＰＵ５０は、平坦化ローラ回転モータ４３を駆動して平坦化ローラ１８の回転を開始すると同時に、前後動モータ４１を駆動して造形台６を後方から前方に移動させる。平坦化ローラ１８は、供給部１２上の立体造形粉体を、枠部８の凹部に移動させる。立体造形粉体は、該凹部内のステージ９上に載置する。平坦化ローラ１８は、ステージ９上で立体造形粉体を平坦化する。ステージ９上に粉体層が形成される。粉体層の厚み（積層ピッチ）は、造形台６の上面とステージ９の上面との間の距離に等しくなる。平坦化ローラ１８は、凹部内に入りきらなかった立体造形粉体（余剰粉体）を、粉体落下口１１に向けて移動させる。余剰粉体は、粉体落下口１１に落下する。

ＣＰＵ５０は、ステージ９上に粉体層を形成した後、前後動モータ４１を駆動し、ステージ９の前端部がヘッド２１の下方に配置される状態となるまで、造形台６を前方から後方に移動させる。ＣＰＵ５０は、ヘッド移動モータ４７を駆動し、ステージ９の前端部右側の上方にヘッド２１が配置される状態となるまで、ヘッド２１を右側に移動させる（Ｓ１１）。以下、上述したヘッド２１及び造形台６の位置を、「初期位置」という。

ＣＰＵ５０は、Ｓ９で読み出した造形データの吐出位置情報によって示される複数の吐出位置を順番に選択する。ＣＰＵ５０は、選択した吐出位置にヘッド２１が配置されるように、ヘッド２１及び造形台６の移動制御を実行する（Ｓ１３）。ＣＰＵ５０は、対応する吐出位置が吐出禁止位置として設定されているか判断する（Ｓ１５）。吐出禁止位置として設定されていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、造形データの吐出位置情報に対応付けられたヘッド種別によって示されるヘッド２１（カラーヘッド２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ、及び、クリアヘッド２５のいずれか）から、造形液を吐出させる（Ｓ１７）。造形液が吐出された部位では、立体造形粉体と造形液とが混合し、立体造形粉体に含まれる造形材料同士が結合することによって、立体造形粉体は固化する。処理はＳ２１に進む。一方、対応する吐出位置が吐出禁止位置として設定されている場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、吐出位置からの造形液の吐出を禁止し（Ｓ１９）、ヘッド２１から造形液を吐出しない。このため、立体造形粉体は固化しない。処理はＳ２１に進む。

ＣＰＵ５０は、Ｓ７で読み出した造形データの吐出位置情報によって示される吐出位置の全てに対してＳ１３〜Ｓ１９の処理を行い、下側からＺ番目の造形層の造形が完了したか判断する（Ｓ２１）。造形データの吐出位置情報によって示される吐出位置の全てに対してＳ１３〜Ｓ１９の処理が行われていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理はＳ１３に戻る。ＣＰＵ５０は、次の吐出位置を選択する。ＣＰＵ５０は、選択した吐出位置にヘッド２１が配置されるように、ヘッド２１及び造形台６の移動制御を実行し（Ｓ１３）、ヘッド２１からの造形液の吐出制御を行う（Ｓ１５〜Ｓ１９）。一方、造形データの吐出位置情報によって示される吐出位置の全てに対してＳ１３〜Ｓ１９の処理が行われた場合、下側からＺ番目の造形層の造形が完了したことになる（Ｓ２１：ＹＥＳ）。処理はＳ２３に進む。

ＣＰＵ５０は、すべての造形層の造形が完了し、立体造形物１１３の造形が完了したかを判断する（Ｓ２３）。すべての造形層の造形が完了していない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、変数Ｚに１を加算して更新する（Ｓ２５）。処理はＳ７に戻る。ＣＰＵ２１は、下からＺ番目の造形層（前回処理した造形層の１つ上側の造形層）の造形データを読み出す（Ｓ７）。ＣＰＵ５０は、粉体層の厚み分だけステージ９を下降させ、粉体層を積層する（Ｓ９）。ＣＰＵ５０は、ヘッド２１及び造形台６を初期位置に配置させる（Ｓ１１）。ＣＰＵ５０は、ヘッド２１及び造形台６の移動制御を実行し（Ｓ１３）、且つ、ヘッド２１からの造形液の吐出制御を行う（Ｓ１５〜Ｓ１９）ことによって、造形層を造形する。

一方、すべての造形層の造形が完了し、立体造形物１１３の造形が完了した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、立体造形物１１３、及び、固化せずに立体造形物１１３の周辺に残存した余分な立体造形粉体（未硬化粉体）がステージ９上に載置された状態になる。ＣＰＵ５０は、加振モータ（図示せず）を駆動してステージ９を振動させる。未硬化粉体は上部ステージ及び下部ステージの孔から落下し、回収路１０を通じて粉体回収部１３に吸引される。結果、造形された立体造形物１１３のみがステージ９上に載置された状態になる。立体造形処理は終了する。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上述の実施形態においてＣＰＵ５０は、例えば図５に示すように、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するための造形データの吐出位置情報を変更し、複数の吐出位置１０７のうち、密集配置した複数の吐出禁止位置１０９Ａ、１０９Ｂを設定することで、造形データの吐出位置情報を変更した。変更された造形データに基づいてＣＰＵ５０が造形液の吐出制御を行った場合、表面部分１１３Ｆに複数の穴１１４が形成された。これに対してＣＰＵ５０は、分散配置した複数の吐出禁止位置１０９を設定することで、造形データの吐出位置情報を変更してもよい。

図１１を参照し、本発明の変形例について説明する。図１１の左側、右側、左斜め下側、右斜め上側、上側、及び下側を、夫々、立体造形物１１３の前側、後側、右側、左側、上側、及び下側という。Ｗ４は、造形層１１３Ａの一部（後方右側の角部分）を上方から見た拡大図である。

ＣＰＵ５０は、立体造形物１１３を構成する造形層１１３Ａ、１１３Ｂ・・・１１３Ｅのうち、上側の表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するための造形データの吐出位置情報を変更する。具体的には、ＣＰＵ５０は、複数の吐出位置１０７のうち、複数の吐出禁止位置１１０からの造形液の吐出が禁止されるように、造形データの吐出位置情報を変更する。複数の吐出禁止位置１１０の夫々は、表面部分１１３Ｆ全体にランダムに分散して配置される。複数の吐出位置１０７の総数に対する複数の吐出禁止位置１１０の総数の割合は、約２５％である。なお、複数の吐出禁止位置１１０は、周知の方法で算出された乱数に基づき、表面部分１１３Ｆ全体に配置される。

複数の吐出禁止位置１１０では、造形液の吐出が禁止される。このため、変更された造形データに基づいてＣＰＵ５０が造形液の吐出制御を行い、造形層１１３Ａが造形された場合、これらの部分で立体造形粉体は固化されない。このため、最終的に造形される立体造形物１１３の上側の表面部分１１３Ｆには、微細な凸凹が形成された状態になる。

造形された立体造形物１１３が含浸剤に浸漬された場合、含浸剤は、表面部分１１３Ｆに形成された微細な凹凸から内部に浸透し易くなる。従って、例えばユーザが含浸剤として硬化剤を使用した場合、硬化剤を立体造形物１１３の内部に浸透させることによって、立体造形物１１３の内部の硬度を向上させることが可能になる。

以上のように、ＣＰＵ５０は、複数の吐出禁止位置１１０の夫々を分散させることによって、表面部分１１３Ｆに微細な凹凸を形成させることができる。ここで、表面部分１１３Ｆを構成する造形層１１３Ａを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の単位面積当りの吐出量は、例えば、立体造形物１１３の下側の表面部分１１３Ｓを構成する造形層１１３Ｅを造形するためにヘッド２１から吐出された造形液の単位面積当りの吐出量よりも小さくなる。このため、表面部分１１３Ｆは全体的に、固化した立体造形粉体の密度が小さい状態になってる。このため、造形された立体造形物１１３を含浸剤に浸漬させた場合、密度が小さい状態の表面部分１１３Ｆから含浸剤を内部に良好に浸透させることができる。

また、表面部分１１３Ｆに形成される凹凸は微細であるため、表面部分１１３Ｆと他の部分との見た目の違いを小さくすることができる。従って、立体造形物１１３の見栄えを良好に維持できる。さらに、上述の実施形態とは異なり、複数の吐出禁止位置１１０の夫々は分散配置され、複数の穴１１４が形成されない。このため、造形される立体造形物１１３の大きさが非常に小さく、表面部分に複数の穴１１４を形成させることができない場合でも、含浸剤が良好に浸透する立体造形物１１３を造形することができる。

上述の実施形態及び変形例では、立体造形装置１のＣＰＵ５０は、ＰＣ１００から取得した造形データを変更し、変更した造形データに基づいて立体造形物１１３を造形した。造形データの変更は、ＰＣ１００によって行われてもよい。ＣＰＵ５０は、変更された造形データ（以下、「変更造形データ」という。）をＰＣ１００から取得してもよい。ＣＰＵ５０は、取得した変更造形データに基づき、ヘッド２１からの造形液の吐出制御を行なうことによって、立体造形物１１３を造形してもよい。

上述の実施形態では、ヘッド２１が左右方向に移動し、且つ、造形台６が前後方向に移動することによって、粉体層に対するヘッド２１の位置を二次元的に変化させていた。これに対し、ヘッド２１の代わりに、造形液を吐出する複数の吐出口が左右方向に複数並べられたヘッド（ラインヘッド）が使用されてもよい。そして、ラインヘッドに対する造形台６の位置を前後方向に移動させることによって、粉体層の全域に造形液を吐出してもよい。更には、造形層の上方を二次元的に覆うように設けられ、左右方向及び前後方向に複数並べられた複数の吐出口を有するヘッドが、ヘッド２１の代わりに使用されてもよい。またヘッド２１の代わりに、造形液を吐出することが可能な別の機構が設けられていてもよい。

上述の実施例及び変形例における立体造形物１１３の形状は一例であり、直方体状に限定されない。任意の形状であってよい。例えば、立体造形物１１３の形状は、球状、中空状、壺型等、種々の形状であってもよい。

立体造形物１１３が浸漬される含浸剤の種類については、上述にて例示した硬化剤に限定されず、他の種々の含浸剤を用いることが可能である。

なお、ヘッド２１が本発明の「吐出手段」に相当する。Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１７の処理を行うＣＰＵ５０が本発明の「制御手段」に相当する。Ｓ５、Ｓ１９の処理を行うＣＰＵ５０が本発明の「調節手段」に相当する。Ｓ３５、Ｓ３７、Ｓ３８の処理を行うＣＰＵ５０が本発明の「決定手段」に相当する。Ｓ２３の処理を行うＣＰＵ５０が本発明の「受付手段」に相当する。

１ 立体造形装置
６ 造形台
９ ステージ
２１ ヘッド
５３ 操作パネル
１０６、１０８ ヘッド位置
１０７ 吐出位置
１０９ 吐出禁止位置
１１０ 吐出禁止位置
１１３ 立体造形物
１１４、１１５、１１６ 穴
５２１ テーブル

Claims (9)

1. 造形液を混合することで固化する立体造形粉体に対して前記造形液を吐出することが可能な吐出手段と、
   前記吐出手段によって前記造形液を吐出し、前記立体造形粉体を固化することで造形層を形成し、前記造形層を重ねることで立体造形物を造形する制御を行う制御手段と、
   造形される前記立体造形物の場所に応じて、前記立体造形物を形成させるために吐出する前記造形液の単位面積当たりの吐出量を調節する調節手段と
   を備えた立体造形装置であって、
   前記調節手段は、
   前記立体造形物の表面の一部分である表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量を、前記立体造形物の表面の前記表面部分を除く他の表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくすることを特徴とする立体造形装置。
2. 前記吐出手段は、前記造形液を吐出するヘッドを備え、
   前記制御手段は、
   前記立体造形粉体に対する複数の吐出位置で前記ヘッドから前記造形液を吐出させることによって前記造形層を形成し、
   前記調節手段は、
   前記表面部分を形成させるために前記造形液を吐出する前記ヘッドの前記複数の吐出位置のうち、特定の複数の吐出位置で前記造形液の吐出を禁止することによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節することを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
3. 前記調節手段は、
   前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置を、前記表面部分のうち特定の部分に密集させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節することを特徴とする請求項２に記載の立体造形装置。
4. 前記調節手段は、
   前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置を、前記表面部分内に分散させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節することを特徴とする請求項２に記載の立体造形装置。
5. 前記調節手段は、
   前記吐出位置のうち前記造形液の吐出を禁止する特定の複数の吐出位置の、単位面積当りの数を変化させることによって、前記単位面積当たりの吐出量を調節することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の立体造形装置。
6. 前記立体造形物の厚さに応じて、前記単位面積当たりの吐出量を決定する決定手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の立体造形装置。
7. 前記調節手段は、
   前記立体造形物の内部の一部分である内部部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量を、前記立体造形物の内部の前記内部部分を除く他の内部部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の立体造形装置。
8. 前記表面部分及び前記内部部分が隣接することを特徴とする請求項７に記載の立体造形装置。
9. 前記表面部分を受け付ける受付手段を備え、
   前記調節手段は、
   前記受付手段によって受け付けた前記表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量を、前記他の表面部分を形成させるために吐出する前記単位面積当たりの吐出量よりも小さくすることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の立体造形装置。

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