JP2020151934A - 立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マテリアルジェット方式による造形方法において、モデル材とサポート材の界面における混和の低減を図れると共に、造形物への平坦化手段の衝突低減を実現できる立体造形物の製造装置の提供。【解決手段】先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成手段と、を有し、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なる立体造形物の製造装置である。【選択図】図１０

Description

本発明は、立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形プログラムに関する。

三次元の立体造形物を造形する技術として、付加製造（ＡＭ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）と呼ばれる技術が知られている。この技術は、積層方向について薄く切った断面形状を計算し、その形状に従って各層を形成して積層することにより立体造形物を造形する技術である。

近年、付加製造技術の中でも、硬化性樹脂を積層することにより立体造形物を造形するマテリアルジェット方式が注目されている。このマテリアルジェット方式によると、立体造形物本体であるモデル部を造形する場合にモデル部を支持するサポート部を造形することにより、原理的に造形が困難な形状（例えば、オーバーハング部を有する形状等）を造形することができる。
これまでの造形方式においては、サポートレイヤ形成時に平坦化手段としてのローラが造形物へ衝突してしまうという問題がある。特にマテリアルジェット方式は、何らかの方法で、モデル材とサポート材を吐出し、平坦化手段により平坦化し、そこにＵＶ光を照射することで造形物を得るものであるため、モデル材とサポート材の混和を低減するにはそれぞれ異なる走査で吐出し、硬化を行う必要がある。

そこで、例えば、モデル材を吐出する走査においては、副走査方向のヘッド位置をレイヤ毎にずらすことによって、造形を行う造形装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

本発明は、マテリアルジェット方式による造形方法において、モデル材とサポート材の界面における混和の低減を図れると共に、造形物への平坦化手段の衝突低減を実現できる立体造形物の製造装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造装置は、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成手段と、を有し、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なる。

本発明によると、マテリアルジェット方式による造形方法において、モデル材とサポート材の界面における混和の低減を図れると共に、造形物への平坦化手段の衝突低減を実現できる立体造形物の製造装置を提供することができる。

図１は、立体造形物の製造装置の要部正面説明図の一例である。 図２は、立体造形物の製造装置の要部平面説明図の一例である。 図３は、立体造形物の製造装置の要部側面説明図の一例である。 図４は、立体造形物の製造装置の制御部のブロック説明図である。 図５Ａは、比較例１の副走査方向のヘッドの動きの一例を示す模式図である。 図５Ｂは、平坦化手段としてのローラがステージに対して完全に水平ということはなく、ローラの前後でステージとのギャップに多少の差分Δ１が存在することを説明する図である。 図５Ｃは、ｎレイヤ目のサポートレイヤ形成時の走査で図６Ａのようなヘッド位置をとると、ｎレイヤ目のモデル材にローラが衝突し、造形物に歪みや傷が生じることを説明する図である。 図６Ａは、実施例１の副走査方向のヘッド位置の動きの一例を示す模式図である。 図６Ｂは、実施例１の副走査方向のヘッド位置の動きの他の一例を示す模式図である。 図７Ａは、実施例２の副走査方向のヘッド位置の動きの一例を示す模式図である。 図７Ｂは、実施例２の副走査方向のヘッド位置の動きの他の一例を示す模式図である。 図８Ａは、実施例３及び４の副走査方向のヘッド位置の動きの一例を示す模式図である。 図９Ｂは、実施例３及び４の副走査方向のヘッド位置の動きの他の一例を示す模式図である。 図９は、比較例１の立体造形物の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施例１の立体造形物の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施例２の立体造形物の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施例３の立体造形物の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施例４の立体造形物の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

（立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法及び立体造形プログラム）
本発明の立体造形物の製造装置は、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成手段と、を有し、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なり、更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の製造方法は、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成工程を含み、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なり、更に必要に応じてその他の工程を含む。

本発明の立体造形プログラムは、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成し、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なるようにする処理をコンピュータに実行させる。

なお、本発明の「立体造形物の製造装置」における制御手段等が行う制御は、本発明の「立体造形物の製造方法」を実施することと同義であるので、本発明の「立体造形物の製造装置置」の説明を通じて本発明の「立体造形物の製造方法」の詳細についても明らかにする。また、本発明の「立体造形プログラム」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「立体造形物の製造装置」として実現させることから、本発明の「立体造形物の製造装置」の説明を通じて本発明の「立体造形プログラム」の詳細についても明らかにする。

従来技術では、レイヤ毎にヘッドの位置を副走査方向にずらしているため、例えば、先行する第１の走査でモデルレイヤを形成し、後続する第２の走査でサポートレイヤを形成する場合、サポートレイヤ形成時に、平坦化手段としてのローラが前記モデルレイヤに激しく衝突してしまい、造形材料の表面が波打ったり、ローラが破損したり、立体造形物の端部のシャープ性が不十分になるという問題がある。

本発明は、マテリアルジェット方式による造形方法において、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成し、前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なることにより、モデル材とサポート材の界面における混和の低減を図れ、かつ造形物への平坦化手段の衝突低減を実現できる。
ここで、「複数のモデルレイヤ、及び複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なる」とは、１スライスレイヤの形成において、モデルレイヤを形成する往復スキャンと、サポートレイヤを形成する往復スキャンで、それぞれ互いに副走査方向のヘッド位置が異なることを意味する。

本発明の一態様において、前記複数のサポートレイヤのｎレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査における副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のモデルレイヤのｎレイヤ目におけるモデル材を吐出する走査のいずれかと一致させることにより、立体造形物への平坦化手段としてのローラの衝突を低減できる点から好ましい。

本発明の一態様において、前記複数のモデルレイヤと前記複数のサポートレイヤからなる複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査の副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目における最上面のモデルレイヤに一致させることにより、造形時間の短縮化と、立体造形物への平坦化手段としてのローラの衝突を低減できる点から好ましい。
ここで、前記「スライスレイヤ」とは、モデルレイヤとサポートレイヤとをまとめて１セットとしたものを意味する。

本発明の一態様において、レイヤ及びスライスレイヤのいずれかにおけるサポートレイヤ形成において、最初の走査で形成するサポートレイヤは、直前のモデルレイヤ形成における最初の走査の副走査方向位置と反対側であることが、造形時間の短縮化を図れる点から好ましい。

本発明の別の一態様において、モデルレイヤ及びサポートレイヤの少なくともいずれかを平坦化する平坦化手段を有し、前記平坦化手段の走査においては、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出することにより、良好なエッジを有する立体造形物を作製できる点から好ましい。

＜造形層形成手段及び造形層形成工程＞
造形層形成工程は、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成す工程であり、造形層形成手段により実施される。
前記造形層形成工程は、ステージ上を一方向に往復走査させて行うことが好ましい。
なお、前記造形層形成工程は、吐出した造形材料を硬化させて造形層を形成してもよい。
造形材料の吐出は、造形材料吐出部材を用いて行われることが好ましい。
造形材料の硬化は、造形材料硬化部材を用いて行われることが好ましい。

＜＜造形材料吐出部材＞＞
造形材料吐出部材としては、造形材料（モデル材、サポート材）を吐出するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘッドなど、公知のものを用いることができる。
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。

＜＜造形材料＞＞
造形層を形成する造形材料としては、特に制限はなく、立体造形物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る。
造形材料としては、例えば、モデル材、サポート材などが挙げられる。

往路の造形材料は、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、単官能モノマー、多官能モノマー等の重合性モノマー、オリゴマーを含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。好ましくは造形材料ジェット用プリンター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。

−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。

−−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、重合させることにより、有機ポリマーを得ることができる。

単官能モノマーの含有量としては、造形材料全量に対して、０．５質量％以上９０質量％以下が好ましい。

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。

−−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。

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。

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、（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。

−オリゴマー−
オリゴマーとしては、上記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。

−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。

−−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ＥＯ１〜４０モル付加物等］、多価アルコール型非イオン界面活性剤（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（パーフルオロアルキルＥＯ１〜５０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［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、造形材料全量に対して、３質量％以下が好ましく、含有効果及び光硬化物の物性の観点から、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。

−−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、造形材料全量に対して、５質量％以下が好ましく、モノマーの安定性及び重合速度の観点から、０．１質量％以上５質量％以下がより好ましい。

−−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。

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。

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。

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。

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。

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及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。

重合開始剤の含有量としては、造形材料全量に対して、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。

−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、更に熱安定性に優れた染料及び顔料が適している。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種類以上の着色剤を適時混合することが可能である。

＜＜造形材料硬化部材＞＞
造形材料硬化部材は、吐出した造形材料を硬化させて造形層を形成する部材である。
造形材料硬化部材としては、吐出した造形材料を硬化させて造形層を形成するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線照射装置などが挙げられる。

−紫外線照射装置−
紫外線（ＵＶ）照射装置としては、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。
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など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、ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ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。

＜ステージ＞
ステージとは、造形材料吐出部材により造形材料が吐出されることにより、造形層が積層可能なものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
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。
ステージの方向としては、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、造形材料吐出部材が造形材料を吐出する向きに対して直交する方向に位置することが好ましい。

＜＜平坦化手段＞＞
平坦化手段は、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを平坦化する手段である。
平坦化手段としては、吐出されたモデルレイヤ及びサポートレイヤの少なくともいずれかの表面に当接させることにより、平坦化するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ローラ、ブレードなどが挙げられる。

＜その他の手段及びその他の工程＞
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、乾燥手段、制御手段などが挙げられる。
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、乾燥工程、制御工程などが挙げられる。

以下、本発明の立体造形物の製造装置の一例の概要について説明する。図１は、同装置の要部正面説明図、図２は同装置の平面説明図、図３は同装置の側面説明図を表す。

立体造形物の製造装置（以下、「立体造形装置」と称することがある）１０は、材料噴射造形装置であり、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。

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。

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、更に、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。

第１ヘッド１１には、カートリッジ装着部５６に交換可能に装着されるカートリッジ６０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。

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。
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。

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及びステージ１４上で積層させる造形層３０上を含むことを意味する。

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５４、５５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６１が配置されている。

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５４及び５５は、両側の側板７０、７０に保持されている。側板７０、７０はベース部材７上に配置されたガイド部材７１に移動可能に保持されたスライダ部７２を有し、造形ユニット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７上にＸ方向に配置されたガイド部材７５、７６上に移動可能に配置される。

次に、この立体造形装置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。

次に、ＵＶ照射ユニット１３によって、モデル材３０１及びサポート材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が形成する。

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。

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、平坦化の効果を向上させることができる。

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。

立体造形装置は、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。更に、造形時の装置内の環境温度を制御してもよい。

＜造形プロセス＞
基本的な造形プロセスにおいては、ステージを主走査方向に往復させて行うが、造形物がヘッドのノズル列長さより大きいか小さいか、又は使用ノズルを散らすため、下記の「大ピッチ送り」又は「小ピッチ送り」の２通りの副走査方向の動作が必要である。

＜＜大ピッチ送り＞＞
目的：造形物がヘッド副走査方向よりも長い場合、造形物の副走査方向をカバーするためである。
動作：スキャン間で、ヘッドの副走査方向に比較的大きい送り量、例えば、ヘッド副走査方向長さの１／２倍〜１倍分だけステージを動かす。

＜＜小ピッチ送り＞＞
目的：ヘッドのノズル詰まりの分散、吐出量ばらつきの緩和のためである。
動作：スキャン間で、ヘッドの副走査方向に比較的小さい送り量、例えば、ヘッド副走査方向長さの１／８倍分以下だけステージを動かす。

（立体造形プログラム）
本発明の立体造形プログラムは、ステージ上を一方向に往復走査させ、先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出してモデル部造形層を形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出してサポート部造形層を形成し、
前記モデル部造形層、及び前記サポート部造形層の少なくとも一部において、副走査方向のヘッドの位置が異なるようにする処理をコンピュータに実行させる。

本発明の立体造形プログラムによる処理は、立体造形物の製造装置を構成する制御部を有するコンピュータを用いて実行することができる。

制御部の概要について、図４を参照して説明する。図４は制御部のブロック説明図である。

制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるためのプログラムを含む立体造形プログラム、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、制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４を備えている。また、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他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。
更に、制御部５００は、外部の造形データ作成装置６００から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。
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。

制御部５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備える。
また、制御部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。
更に、制御部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。

制御部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。

制御部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。

制御部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。
制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ５６０などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。
制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。
制御部５００は、上述したように、造形データ作成装置６００から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層３０の内の造形物１７を形成するデータ（造形領域のデータ）である。

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から造形材料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と立体造形装置１０によって造形装置が構成される。

次に、本発明の立体造形プログラムの処理手順を示す。図１１は、立体造形物の製造装置１００の制御部１３０における立体造形プログラムの処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートの詳細な説明は、実施例１〜４において説明する。

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。

（比較例１）
図５Ａは、比較例１の副走査方向のヘッドの位置の動きを示す模式図である。図５Ｂに示すように、平坦化手段としてのローラはステージに対して完全に水平ということはなく、ローラの前後でステージとのギャップに多少の差分Δ１が存在する。図５Ｃに示すように、ｎレイヤ目のサポートレイヤ形成時の走査において、図５Ａに示すようなヘッド位置をとると、ｎレイヤ目のモデル材にローラが衝突し、造形物に歪みや傷が生じる。
なお、図５Ａ〜図５Ｃは、いずれも副走査方向のヘッドの動きを示しており、例えば、１スキャン目では副走査方向ａ１の位置にモデル材を吐出する。ここで示しているのはあくまでヘッドの位置であり、使用するノズルを示したものではない。
比較例１においては、サポートレイヤ形成時の副走査方向のヘッド位置をモデルレイヤと一致させる。造形材料（モデル材、サポート材）に拘わらず、レイヤ毎に副走査方向に移動する。１パス目、２パス目は往路で書いてもよいし、復路で書いても構わない。

図９は、比較例１の立体造形物の製造方法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５Ａから図５Ｃ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。

ステップＳ１では、１スキャン目（往路）で副走査位置ａ１にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ２に移行する。

ステップＳ２では、２スキャン目（復路）で副走査位置ａ２にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ２に移行する。

ステップＳ３では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ４に移行する。
ここで、「大ピッチ送り」とは、造形物がヘッド副走査方向よりも長い場合、造形物の副走査方向をカバーするためのものであり、スキャン間で、ヘッドの副走査方向に比較的大きい送り量、例えば、ヘッド副走査方向長さの１／２倍〜１倍分だけステージを動かすことを意味する。

ステップＳ４では、３スキャン目（往路）で副走査位置ａ３にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ５に移行する。

ステップＳ５では、４スキャン目（復路）で副走査位置ａ４にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ６に移行する。

ステップＳ６では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ７に移行する。

ステップＳ７では、５スキャン目（往路）で副走査位置ａ６にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ８に移行する。

ステップＳ８では、６スキャン目（復路）で副走査位置ａ７にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ９に移行する。

ステップＳ９では、上記ステップＳ１からステップＳ８を所定回数繰り返して、造形を完了すると、本処理を終了する。

比較例１では、平坦化手段としてのローラがステージに対して完全に水平ということはなく、ローラの前後でステージとのギャップに多少の差分Δ１が存在する（図５Ｂ参照）。このため、図５Ｃに示すように、ｎレイヤ目のサポートレイヤ形成時の走査により、図５Ａに示すようなヘッド位置をとると、ｎレイヤ目のモデル材にローラが衝突し、造形物に歪みや傷が生じてしまうという問題がある。

（実施例１）
図６Ａ及び図６Ｂは、実施例１における副走査方向のヘッド位置の動きを示している。例えば、１スキャン目では副走査方向ａ１の位置にモデル材を吐出する。ここで示しているのはあくまでヘッドの位置であり、使用するノズルを示したものではない。
実施例１においては、造形材料（モデル材、サポート材）に拘わらず、レイヤ毎に副走査方向に移動する。１パス目、２パス目は往路で書いてもよいし、復路で書いても構わない。

図１０は、実施例１の立体造形物の製造方法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及び図６Ｂ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。

ステップＳ１１では、１スキャン目（往路）で副走査位置ｂ１にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、２スキャン目（復路）で副走査位置ｂ２にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、３スキャン目（往路）で副走査位置ｂ３にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、４スキャン目（復路）で副走査位置ｂ４にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、副走査方向にステージを大ピッチで送り、副走査位置ｂ１，ｂ２と同じ位置に合わせると、処理をＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、５スキャン目（往路）でサポート材ｂ５を吐出し、硬化すると、処理をＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、６スキャン目（復路）でサポート材ｂ６を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、上記ステップＳ１１からステップＳ１８を所定回数繰り返して、造形を完了すると、本処理を終了する。

実施例１では、ｎレイヤ目の形成において、サポートレイヤ形成時の副走査方向のヘッド位置は、ｎレイヤ目のモデルレイヤ形成時の副走査方向のヘッド位置と一致させる。その結果、サポートレイヤ形成時の、モデルレイヤへのローラ衝突を低減することができる。
しかし、実施例１は、モデルレイヤ１と２で、副走査方向のヘッド位置が同じである。このため、造形中にノズル抜けが発生した場合、造形物表面に溝が生じてしまうという課題がある。

（実施例２）
図７Ａ及び図７Ｂは、副走査方向のヘッド位置の動きを示している。例えば、１スキャン目では副走査方向ａ１の位置にモデル材を吐出する。ここで示しているのはあくまでヘッドの位置であり、使用するノズルを示したものではない。このことは、実施例２のように小ピッチ送りがある場合に、特に注意が必要となる。
実施例２においては、モデルレイヤ内で小ピッチ送りを行う。ｎレイヤ目のサポートレイヤの副走査方向ヘッド位置は、ｎレイヤ目のモデルレイヤのいずれかに合わせる。
ここで、「小ピッチ送り」とは、副走査方向のスライスデータ解像度に対応したレイヤの形成、ヘッドのノズル詰まりの分散、吐出量ばらつきの緩和のためものであり、スキャン間で、ヘッドの副走査方向に比較的小さい送り量、例えば、ヘッド副走査方向長さの１／８倍分以下だけステージを動かすことを意味する。

図１１は、実施例２の立体造形物の製造方法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７Ａ及び図７Ｂ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。

ステップＳ２１では、１スキャン目（往路）で副走査位置ｃ１にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、２スキャン目（復路）で副走査位置ｃ２にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ２４に移行する。
このとき、モデル材を吐出可能なエリアは、少なくとも副走査位置ｃ１でスキャンした副走査領域であることに注意する。

ステップＳ２４では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ２５に移行する。

ステップＳ２５では、３スキャン目（往路）で副走査位置ｃ３にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、４スキャン目（復路）で副走査位置ｃ４にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ２８に移行する。

ステップＳ２８では、副走査方向にステージを大ピッチで送り、前記副走査位置ｃ１又はｃ２の位置に一致させると、処理をＳ２９に移行する。

ステップＳ２９では、５スキャン目（往路）で副走査位置ｃ５にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、副走査方向にステージを小ピッチで送り、前記副走査位置ｃ２の位置に一致させると、処理をＳ３１に移行する。

ステップＳ３１では、６スキャン目（復路）で副走査位置ｃ６にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ３２に移行する。ここで、ｃ５とｃ６の副走査位置は同じでもよく、例えば、ｃ５とｃ６の副走査位置はともに副走査位置ｃ２と一致させてもよい。

ステップＳ３２では、上記ステップＳ２１からステップＳ３１を所定回数繰り返して、造形を完了すると、本処理を終了する。

実施例２では、ｎレイヤ目の形成において、複数のスキャンで副走査方向ヘッド位置を小ピッチでずらす場合、サポートレイヤ形成時の副走査方向のヘッド位置は、モデルレイヤ形成時のいずれかのスキャンと一致させる。
実施例１に示す方法では、モデルレイヤ１と２で、副走査方向のヘッド位置が同じである。この場合、造形中にノズル抜けが発生した場合、造形物表面に溝ができてしまうという課題を解決することができる。
しかし、実施例２では、モデルレイヤ１に対しサポートレイヤ１が存在する。これでは１レイヤを形成するためには、モデルレイヤとサポートレイヤそれぞれで複数回スキャンを行わなければならず、造形時間が長いという課題がある。

（実施例３）
図８Ａ及び図８Ｂは、副走査方向のヘッド位置の動きを示している。例えば、１スキャン目では副走査方向ａ１の位置にモデル材を吐出する。ここで示しているのはあくまでヘッドの位置であり、使用するノズルを示したものではない。このことは、実施例３のように小ピッチ送りがある場合に、特に注意が必要となる。
実施例３においては、一例として、モデルレイヤ２とサポートレイヤ１を１セットとし、スライスレイヤと考える。ｎスライスレイヤ目のサポートレイヤの副走査方向ヘッド位置は、ｎスライスレイヤ目の最上面モデルレイヤのいずれかに一致させる。スライスレイヤの組み合わせはこれに限られない。例えば、モデルレイヤ３とサポートレイヤ１を１セットとしスライスレイヤとしてもよい。

図１２は、実施例３の立体造形物の製造方法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８Ａ及び図８Ｂを参照して、実施例３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。

ステップＳ４１では、１スキャン目（往路）で副走査位置ｄ１にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ４２に移行する。

ステップＳ４２では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ４３に移行する。

ステップＳ４３では、２スキャン目（復路）で副走査位置ｄ２にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化し、モデル１レイヤ目を形成すると、処理をＳ４４に移行する。

ステップＳ４４では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ４５に移行する。

ステップＳ４５では、３スキャン目（往路）で副走査位置ｄ３にてモデル材を吐出し、硬化すると、処理をＳ４６に移行する。

ステップＳ４６では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ４７に移行する。

ステップＳ４７では、４スキャン目（復路）で副走査位置ｄ４にてモデル材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ４８に移行する。

ステップＳ４８では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ４９に移行する。

ステップＳ４９では、モデルレイヤ２についても同様に、ステップ４１〜ステップ４８の動作を行う（副走査位置は図５Ａ）と、処理をＳ５０に移行する。

ステップＳ５０では、９スキャン目（往路）で副走査位置ｄ９にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ５１に移行する。

ステップＳ５１では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ５２に移行する。

ステップＳ５２では、１０スキャン目（復路）で副走査位置ｄ１０にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ５３に移行する。

ステップＳ５３では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ５４に移行する。

ステップＳ５４では、１１スキャン目（往路）で副走査位置ｄ１１にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ５５に移行する。

ステップＳ５５では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ５６に移行する。

ステップＳ５６では、１２スキャン目（復路）で副走査位置ｄ１２にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ５７に移行する。

ステップＳ５７では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ５７に移行する。

ステップＳ５８では、スライスレイヤ２以降についても同様に、ステップＳ４１〜ステップＳ５７の動作を行う（副走査位置は図５Ａ及び図５Ｂに示すとおり）と、処理をＳ５９に移行する。
なお、上記詳細手順はあくまで一実施例であり、レイヤを形成するためのスキャンの往復はこれに限定されない。例えば、往路で吐出は行わず（副走査位置ｄ１、ｄ３、ｄ５、ｄ７、ｄ９、ｄ１１、・・・に吐出はしない）、復路だけで行ってもよい。

ステップＳ５９では、上記ステップＳ４１からステップＳ５８を所定回数繰り返して、造形を完了すると、本処理を終了する。

実施例３では、モデルレイヤ２とサポートレイヤ１を１つの積層単位（これを「スライスレイヤ」と定義する）とすることで、造形時間を短くできる。この場合、ｎスライスレイヤ目の形成において、サポートレイヤを形成時の副走査方向のヘッド位置は、モデルレイヤ形成時のいずれかの走査と一致させる。
実施例３においては、モデルレイヤ１に対してサポートレイヤ１が存在する。このように１つのスライスレイヤを形成するためには、モデルレイヤとサポートレイヤをそれぞれ複数回スキャンしなければならず、造形時間が長くかかるという課題を解決することができる。

（実施例４）
図１３は、実施例４の立体造形物の製造方法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８Ａ及び図８Ｂを参照して、実施例４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。
この実施例４は、基本的に実施例３と同じであるため、異なる部分のみを下記に示す。

ステップＳ６１では、９スキャン目（往路）で副走査位置ｄ１１にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ６２に移行する。

ステップＳ６２では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ６３に移行する。

ステップＳ６３では、１０スキャン目（復路）で副走査位置ｄ１２にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ６４に移行する。

ステップＳ６４では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ６５に移行する。

ステップＳ６５では、１１スキャン目（往路）で副走査位置ｄ９にてサポート材を吐出し、硬化すると、処理をＳ６６に移行する。

ステップＳ６６では、副走査方向にステージを小ピッチで送ると、処理をＳ６７に移行する。

ステップＳ６７では、１２スキャン目（復路）で副走査位置ｄ１０にてサポート材を吐出し、平坦化し、硬化すると、処理をＳ６８に移行する。

ステップＳ６８では、副走査方向にステージを大ピッチで送ると、処理をＳ６９に移行する。

ステップＳ６９では、スライスレイヤ２以降についても同様に、ステップ６１からステップ６８の動作を行う（副走査位置は図９Ａ及び図９Ｂに示す通り）と、処理をＳ７０に移行する。

ステップＳ７０では、上記実施例３のステップＳ４１からステップＳ４９及び上記ステップＳ６１からステップＳ６９を所定回数繰り返して、造形を完了すると、本処理を終了する。

実施例４では、実施例３の立体造形物の製造方法に比べて、更に造形時間を短縮する方法である。実施例３において、モデルレイヤ２の形成終了時にヘッドが副走査位置ｄ８にあった場合、実施例４では、サポートレイヤ１は副走査位置ｄ１１（直前のモデルレイヤ形成における最初の走査の副走査方向位置と反対側）から形成することができるので、更に造形時間を短縮することができる。

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成手段と、を有し、
前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なることを特徴とする立体造形物の製造装置である。
＜２＞ 前記複数のサポートレイヤのｎレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査における副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のモデルレイヤのｎレイヤ目におけるモデル材を吐出する走査の少なくともいずれかと一致させる前記＜１＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜３＞ 前記複数のモデルレイヤと前記複数のサポートレイヤからなる複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査の副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目における最上面のモデルレイヤに一致させる前記＜１＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜４＞ レイヤ及びスライスレイヤのいずれかにおけるサポートレイヤ形成において、最初の走査で形成するサポートレイヤは、直前のモデルレイヤ形成における最初の走査の副走査方向位置と反対側である前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜５＞ モデルレイヤ及びサポートレイヤの少なくともいずれかを平坦化する平坦化手段を有し、前記平坦化手段の走査においては、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜６＞ 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成工程を含み、
前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なることを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜７＞ 前記複数のサポートレイヤのｎレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査における副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のモデルレイヤのｎレイヤ目におけるモデル材を吐出する走査のいずれかと一致させる前記＜６＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜８＞ 前記複数のモデルレイヤと前記複数のサポートレイヤからなる複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査の副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目における最上面のモデルレイヤに一致させる前記＜６＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜９＞ レイヤ及びスライスレイヤのいずれかにおけるサポートレイヤ形成において、最初の走査で形成するサポートレイヤは、直前のモデルレイヤ形成における最初の走査の副走査方向位置と反対側である前記＜７＞から＜８＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１０＞ モデルレイヤ及びサポートレイヤの少なくともいずれかを平坦化する平坦化手段を有し、前記平坦化手段の走査においては、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する前記＜６＞から＜９＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１１＞ 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成し、
前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なるようにする処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラムである。

前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、前記＜６＞から＜１０＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、及び前記＜１１＞に記載の立体造形プログラムによると、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。

特開２０１８−１４４２３６号公報

Claims (7)

1. 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成手段と、を有し、
   前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なることを特徴とする立体造形物の製造装置。
2. 前記複数のサポートレイヤのｎレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査における副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のモデルレイヤのｎレイヤ目におけるモデル材を吐出する走査のいずれかと一致させる請求項１に記載の立体造形物の製造装置。
3. 前記複数のモデルレイヤと前記複数のサポートレイヤからなる複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目におけるサポート材を吐出する走査の副走査方向のヘッドの位置を、前記複数のスライスレイヤのｎスライスレイヤ目における最上面のモデルレイヤに一致させる請求項１に記載の立体造形物の製造装置。
4. レイヤ及びスライスレイヤのいずれかにおけるサポートレイヤ形成において、最初の走査で形成するサポートレイヤは、直前のモデルレイヤ形成における最初の走査の副走査方向位置と反対側である請求項２から３のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
5. モデルレイヤ及びサポートレイヤの少なくともいずれかを平坦化する平坦化手段を有し、前記平坦化手段の走査においては、モデル材及びサポート材の少なくともいずれかを吐出する請求項１から４のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
6. 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成する造形層形成工程を含み、
   前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なることを特徴とする立体造形物の製造方法。
7. 先行する第１の往復走査でモデル材をヘッドから吐出して複数のモデルレイヤを形成し、後続する第２の往復走査でサポート材をヘッドから吐出して複数のサポートレイヤを形成し、
   前記複数のモデルレイヤ、及び前記複数のサポートレイヤの少なくとも一部は、副走査方向のヘッドの位置が異なるようにする処理をコンピュータに実行させることを特徴とする立体造形プログラム。