JP6574642B2 - テストパターン作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、テストパターン作製方法に関し、さらに詳細には、粉体を原料として三次元造形物を作製する三次元造形装置におけるテストパターン作製方法に関する。

従来より、粉体を原料として三次元造形物を作製する手法として、粉末固着積層方式が知られている。

こうした粉末固着積層方式による三次元造形装置については、例えば、特許文献１に開示されている。

ところで、こうした公知の粉末固着積層方式による三次元造形装置は、粉末材料に対して色彩が付されたインクたる有色インク（本明細書においては、「有色インク」は、色彩が付されたバインダーたる有色バインダーを含むものとする。）を吐出するヘッドが配設されたヘッドユニットが備えられている。

そして、このヘッドユニットは、所定の方向に走査されて（以下、「ヘッドユニットが走査される所定の方向」を、「走査方向」と称する。）、走査方向の行き方向や帰り方向で移動する際に、有色インクを粉末材料に吐出することで、粉末層に硬化層を形成するようにしている。

また、こうした三次元造形装置では、有色インクを吐出する機構や吐出処理は、従来より公知のインクジェットプリンタと同様となっている。

具体的には、三次元造形物を所定の方向に沿って切断した際の断面形状から複数の断面形状データを作成し、この断面形状データに基づいてヘッドユニットから有色インクが吐出される。

そして、こうした断面形状データにおける画素に対応する領域に各色彩の有色インクをそれぞれ着弾させる（以下、「断面形状データにおける画素に対応する有色インクを着弾させる領域」を、「着弾領域」と称する。）ことにより、着弾領域を所定の色彩で表現しながら硬化するようにしていた。

従って、インクジェットプリンタが、走査方向の行き方向および帰り方向の双方向で粉末層に有色インクを吐出する場合には、行き方向における有色インクの着弾領域と、帰り方向における有色インクの着弾領域とを一致させるための調整たる双方向調整を行う必要がある。また、行き方向あるいは帰り方向における各有色インクの着弾領域を一致させるために、各有色インクを吐出するヘッドのヘッドユニットにおける配置位置を調整するための位置調整を行う必要がある。

なお、双方向調整やヘッドの位置調整を行う際には、色彩の異なる２種類の有色インクを細いライン状に重ねて吐出したテストパターンを作製し、作製したテストパターンにおけるラインの色彩の変化や２つのラインの重なり具合を判断し、この判断結果から有色インクの着弾位置がどの程度ズレているのかを確認するようにしていた。

しかしながら、インクジェットプリンタでは記録紙などのメディアに対して有色インクを吐出するが、粉末固着積層方式による三次元造形装置では粉末材料が敷き詰められた粉末層に有色インクを吐出するため、インクジェットプリンタと比較して、作製されるテストパターンは、不明瞭であり、色彩の変化を確認することが難しい。

また、テストパターンは細いライン状に重ねて作製するために、作製されたテストパターンを確認するために、作業者は、拡大鏡を用いる必要があり、こうした拡大鏡を用いたとしても、作業に習熟していない作業者にとっては、こうしたテストパターンにおける２つのラインのズレを確認する作業が難しいものであった。

こうしたことから、粉末固着積層方式による三次元造形装置において、双方向で有色インクを吐出する際の有色インクの着弾位置のズレや各ヘッドのヘッドユニット内の配置位置のズレを容易に確認することが可能なテストパターンの作製方法の提案が強く望まれていた。

米国特許第６９８９１１５号明細書

本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、双方向で有色インクを吐出する際の有色インクの着弾位置のズレやヘッドユニット内のヘッドの配置位置のズレを容易に確認することが可能なテストパターン作製方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、所定の方向に移動するとともに、上記所定の方向と直交する走査方向で走査して、粉末材料に対して、少なくとも異なる色彩の有色インクを吐出可能なヘッドユニットを備え、粉末材料を硬化して硬化層を形成する工程を繰り返し行うことにより、硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置により、テストパターンを作製するテストパターン作製方法において、異なる色彩の２つの有色インクを用い、上記ヘッドユニットの上記走査方向に沿って四角錐形状を複数並べるとともに、上記走査方向に沿って複数並べた四角錐形状を上記所定の方向に沿って複数列並べて形成したテストパターンを作製し、一方の有色インクについては、全ての四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更することなく吐出し、他方の有色インクについては、所定の位置に位置する所定の四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更せず、上記所定の四角錐形状から上記走査方向の一方側に形成される四角錐形状に対しては、上記所定の四角錐形状から離れるほど該一方側への着弾位置のズレ量が大きくなるような吐出のタイミングとするとともに、上記所定の四角錐形状から上記走査方向の他方側に形成される四角錐形状に対しては、上記所定の四角錐形状から離れるほど該他方側への着弾位置のズレ量が大きくなるような吐出のタイミングとし、上記他方の有色インクを吐出する際に上記所定の方向に移動する上記ヘッドユニットの移動量は、所定の列への移動の際には、上記ヘッドユニットの移動量を変更せず、上記所定の列より上記所定の方向の一方側に位置する列への移動の際には、上記所定の列から離れた位置にある列ほど上記ヘッドユニットの移動量を小さくし、上記所定の列より上記所定の方向の他方側に位置する列への移動の際には、上記所定の列から離れた位置にある列ほど上記ヘッドユニットの移動量を大きくするようにしたものである。

また、本発明は、所定の方向に移動するとともに、上記所定の方向と直交する走査方向で走査して、粉末材料に対して、少なくとも異なる色彩の有色インクを吐出可能なヘッドユニットを備え、粉末材料を硬化して硬化層を形成する工程を繰り返し行うことにより、硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置により、テストパターンを作製するテストパターン作製方法において、異なる色彩の２つの有色インクを用い、上記ヘッドユニットの上記走査方向に沿って、上面に四角錐形状の凹部が形成された直方体形状を複数並べるとともに、上記走査方向に沿って複数並べた直方体形状を上記所定の方向に沿って複数並べて形成したテストパターンを作製し、一方の有色インクについては、全ての四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更することなく吐出し、他方の有色インクについては、所定の位置に位置する所定の四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更せず、上記所定の四角錐形状から上記走査方向の一方側に形成される四角錐形状に対しては、上記所定の四角錐形状から離れるほど該一方側への着弾位置のズレ量が大きくなるような吐出のタイミングとするとともに、上記所定の四角錐形状から上記走査方向の他方側に形成される四角錐形状に対しては、上記所定の四角錐形状から離れるほど該他方側への着弾位置のズレ量が大きくなるような吐出のタイミングとし、上記他方の有色インクを吐出する際に上記所定の方向に移動する上記ヘッドユニットの移動量は、所定の列への移動の際には、上記ヘッドユニットの移動量を変更せず、上記所定の列より上記所定の方向の一方側に位置する列への移動の際には、上記所定の列から離れた位置にある列ほど上記ヘッドユニットの移動量を小さくし、上記所定の列より上記所定の方向の他方側に位置する列への移動の際には、上記所定の列から離れた位置にある列ほど上記ヘッドユニットの移動量を大きくするようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、双方向で有色インクを吐出する際の有色インクの着弾位置のズレやヘッドユニット内のヘッドの配置位置のズレを容易に確認することが可能なテストパターンを作製できるという優れた効果を奏するものである。

図１は、本発明による三次元造形装置の概略構成説明図である。 図２（ａ）は、カートリッジ収容部に収容されるカートリッジを表す説明図であり、また、図２（ｂ）は、ヘッドユニットに配設されたヘッドを表す説明図である。 図３は、本発明による三次元造形装置でテストパターンとして作製される三次元造形物を示す説明図である。 図４は、図３に示すテストパターンを作製するための断面形状データを示す説明図である。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）（ｋ）（ｌ）は、第１層目の硬化層を形成する際の処理を説明する説明図である。 図６は、Ｍインクの着弾位置のズレ量を表す説明図である。 図７は、作製されたテストパターンを示す説明図である。 図８は、テストパターンの変形例を示す説明図である。 図９は、図８に示すテストパターンを作製するための断面形状データを示す説明図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるテストパターン作製方法の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。

図１には、本発明によるテストパターン作製方法によりテストパターンを作製する三次元造形装置の概略構成説明図が示されている。

この図１に示す三次元造形装置１０は、ベース部材１２内においてＹ軸方向に沿って貯留槽１４、造形槽１６および収容槽１８が配設されている。なお、貯留槽１４、造形槽１６および収容槽１８の位置関係は、収容槽１４の前方側に造形層１６が配設され、造形層１６の前方側に収容槽１８が配設されている。

また、三次元造形装置１０は、ベース部材１２上において、Ｙ軸方向に移動自在に配設された移動部材２０と、移動部材２０の後方側に固定的に配設されてカートリッジを収容するカートリッジ収容部２２と、移動部材２０の前方側においてＸ軸方向に移動自在に配設されてカートリッジから有色インクが供給される複数のヘッドが配設されたヘッドユニット２４と、移動部材２０においてヘッドユニット２４よりも前方側に配設されたローラ２６とを備えている。

なお、三次元造形装置１０の全体の動作については、マイクロコンピューター２８により制御される。

カートリッジ収容部２２には、貯留槽１４に貯留される粉末材料を硬化するための無色（つまり、透明である。）のバインダーを貯留するカートリッジ４０と、有色インクとしてシアンのインク（Ｃインク）を貯留するカートリッジ４２と、有色インクとしてマゼンタのインク（Ｍインク）を貯留するカートリッジ４４と、有色インクとしてイエローのインク（Ｙインク）を貯留するカートリッジ４６と、有色インクとしてブラックのインク（Ｋインク）を貯留するカートリッジ４８とが収容される（図２（ａ）を参照する。）。

ヘッドユニット２４は、カートリッジ４０から無色のバインダーが供給されるＢヘッド６０と、カートリッジ４２からＣインクが供給されるＣヘッド６２と、カートリッジ４４からＭインクが供給されるＭヘッド６４と、カートリッジ４６からＹインクが供給されるＹヘッド６６と、カートリッジ４８からＫインクが供給されるＫヘッド６８とが配設されている（図２（ｂ）を参照する。）。

このとき、Ｂヘッド６０に設けられたノズル６０ａと、Ｃヘッド６２に設けられたノズル６２ａと、Ｍヘッド６４に設けられたノズル６４ａと、Ｙヘッド６６に設けられたノズル６６ａと、Ｋヘッド６８に設けられたノズル６８ａとが、ヘッドユニット２４の下面２４ａから突出するように配設される（図２（ｂ）を参照する。）。

なお、Ｂヘッド６０、Ｃヘッド６２、Ｍヘッド６４、Ｙヘッド６６およびＫヘッド６８は、ヘッドユニット２４に着脱可能に配設されており、不具合が生じると交換が可能な構成となっている。

また、各ヘッドにおいては、マイクロコンピューター２８の制御により、ノズルの前方側に位置する第１の領域およびノズルの後方側に位置する第２の領域から、それぞれインクが吐出されるよう制御される。なお、第１の領域と第２の領域とのＹ軸方向の長さは一致するものとする。

以上の構成において、本発明による三次元造形装置１０において、工場出荷時やヘッドの交換時などの所定のタイミングで、双方向調整用のテストパターンを作製する場合について説明する。

テストパターンとして作製する三次元造形物は、Ｘ軸方向（ヘッドユニット２４の走査方向）およびＹ軸方向（移動部材２０の移動方向）に沿って、四角錐形状が複数並んだ形状を備えたものである（図３を参照する。）。

具体的には、双方向調整用のテストパターンは、Ｘ軸方向に沿って「ｎ」個並べられた四角錐形状を、Ｙ軸方向に沿って「ｍ」列並べた形状となっている。なお、このとき、「ｎ」と「ｍ」とは同数であってもよく、図３では、Ｘ軸方向に沿って左方側から右方側に向かって順にＰ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の４つの四角錐形状が形成され、こうして形成された４つの四角錐形状がＹ軸方向に沿って後方側から前方側に向かって順に第Ｌ３列、第Ｌ０列、第Ｌ１列、第Ｌ２列の４列が形成され、合計１６個の四角錐形状により形成されたものとなっている。

なお、以下の説明においては、双方向調整用のテストパターンとして、図３に示した、Ｘ軸方向に４つ並べられた四角錐形状が、Ｙ軸方向に４列形成された場合について説明する。

Ｘ軸方向に並べられた四角錐形状は、Ｘ軸方向に沿って隣り合う四角錐形状と間隔ｇ１を設けて形成され、Ｙ軸方向に沿って隣り合う四角錐形状（つまり、Ｘ軸方向に並べられた四角錐形状による各列である。）は、間隔ｇ２を設けて形成される。なお、間隔ｇ１と間隔ｇ２とは、一致するようにしてもよい。

また、各四角錐形状は、全て同じ形状となっており、斜面ｓｌの傾斜が緩いものが好ましく、４つの傾斜面ｓｌは、互いに同じ傾斜角度となっている。

そして、こうしたテストパターンを作製するためのデータは、作製するテストパターンにおける、任意の列を形成する複数の四角錐形状が並んだ三次元造形物を、Ｚ軸方向に一定の間隔で分割したときの断面形状に基づいて作成される。

具体的には、図３では、第Ｌ０列における４つの四角錐形状が並んだ三次元造形物を、Ｚ軸方向に一定の間隔で分割し、このときの複数の断面形状を表す複数の断面形状データが作成される（図４を参照する。）。なお、作成した複数の断面形状データは、マイクロコンピューター２８に記憶される。

また、このとき、第１層目の硬化層のＹ軸方向における長さは、各ヘッドに設けられた各ノズルの第１の領域および第２の領域の長さ以下となるよう、四角錐形状が設計されている。

作業者により、操作子（図示せず。）を介して双方向調整用のテストパターンの作製の指示がなされると、まず、粉末材料が貯留された貯留槽１４の底面が上昇し、貯留槽１４から押し上げられた粉末材料が、移動部材２０の移動により、ローラ２６によって押し出され、造形槽１６に充填されて所定の厚さの粉末層を形成する。このとき、ローラ２６は、矢印Ａ方向に回転している。また、このとき、造形槽１６に充填しきれなかった粉末材料は、ローラ２６により収容槽１８に収容されることとなる。

こうして、造形槽１６に粉末層が形成されると、マイクロコンピューター２８の制御により、造形槽１６に形成された粉末層に対して、第１層目から最終層（図４では、第５層目）までの断面形状データに基づき、例えば、ＣインクおよびＭインクをバインダーとともに吐出し、各層の硬化層を形成して双方向調整用のテストパターンを作製する。

なお、各層の硬化層はそれぞれ、対応する断面形状データに基づいて、同様の処理手順により形成される。

まず、テストパターン作製時における第１層目の硬化層を形成する際の処理について、詳細に説明する。

ここで、以下の説明においては、三次元造形時に、ヘッドユニット２４が走査方向の行き方向で移動するときにＣインクを第１のタイミングで吐出し、ヘッドユニット２４が走査方向の帰り方向で移動するときにＭインクを第２のタイミングで吐出し、ヘッドユニット２４が基本移動量で移動する場合について説明する。

第１層目の硬化層を形成する際には、まず、第Ｌ３列におけるＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成する。

具体的には、ヘッドユニット２４を初期位置から行き方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ２、Ｐ１、Ｐ０、Ｐ３の順でＣインクを第１のタイミングで吐出する（図５（ａ）を参照する。）。このとき、Ｃインクは、Ｃヘッド６２におけるノズル６２ａの第１の領域から吐出される。

次に、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に向かって、基本移動量より一定量だけ少ない第１の移動量だけ移動し（図５（ｂ）を参照する。）、その後、ヘッドユニット２４を帰り方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の順でＭインクを吐出することで、第Ｌ３列におけるＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成する（図５（ｃ）を算出する。）。

なお、このとき、Ｍインクは、Ｍヘッド６４におけるノズル６４ａの第２の領域から吐出され、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対してそれぞれ異なるタイミングで吐出される。

つまり、Ｐ０は第２のタイミングでＭインクが吐出され、Ｐ１はＰ０よりも遅いタイミングでＭインクが吐出され、Ｐ２はＰ１よりも遅いタイミングでＭインクが吐出され、Ｐ３は第２のタイミングより速いタイミングでＭインクが吐出される。

即ち、Ｍインクは、Ｐ０の右方側に位置する硬化層（つまり、図３では、Ｐ１、Ｐ２となる。）に対して、Ｐ０から離れるほど、走査方向における帰り方向側（右方側）へ着弾位置のズレ量が大きくなるようなタイミングで吐出され、Ｐ０より左方側に位置する硬化層（つまり、図３では、Ｐ３となる。）に対して、Ｐ０から離れるほど、走査方向における行き方向側（左方側）へ着弾位置のズレ量が大きくなるようなタイミングで吐出される。

このとき、Ｍインクの着弾位置のズレ量としては、例えば、１／３６０インチを最小単位として、こうした最小単位のズレ量が整数倍されて段階的に大きくなるようにする（図６を参照する。）。

また、何段階でズレ量を変更するのかは、作製するテストパターンの数に基づいて決定されるようにしてもよいし、予め設定された段階数に基づいて決定されるようにしてもよい。

第Ｌ３列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成すると、次に、第Ｌ０列の硬化層を形成する。

具体的には、ヘッドユニット２４を行き方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ２、Ｐ１、Ｐ０、Ｐ３の順でＣインクを第１のタイミングで吐出する（図５（ｄ）を参照する。）。このとき、Ｃインクは、Ｃヘッド６２におけるノズル６２ａの第１の領域から吐出される。

その後、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に向かって、基本移動量だけ移動し（図５（ｅ）を参照する。）、その後、ヘッドユニット２４を帰り方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の順でＭインクを吐出することで、第Ｌ０列におけるＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成する（図５（ｆ）を参照する。）。

なお、Ｍインクの吐出については、上記した第Ｌ３列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成するときと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

第Ｌ０列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成すると、次に、第Ｌ１列の硬化層を形成する。

具体的には、ヘッドユニット２４を行き方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ２、Ｐ１、Ｐ０、Ｐ３の順にＣインクを第１のタイミングで吐出する（図５（ｇ）を参照する。）。このとき、Ｃインクは、Ｃヘッド６２におけるノズル６２ａの第１の領域から吐出される。

その後、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に向かって、基本移動量より一定量だけ多い第２の移動量だけ移動し（図５（ｈ）を参照する。）、その後、ヘッドユニット２４を帰り方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の順でＭインクを吐出することで、第Ｌ１列におけるＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成する（図５（ｉ）を参照する。）。

なお、Ｍインクの吐出については、上記した第Ｌ３列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成するときと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

第Ｌ１列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成すると、次に、第Ｌ２列の硬化層を形成する。

具体的には、ヘッドユニット２４を行き方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ２、Ｐ１、Ｐ０、Ｐ３の順でＣインクを第１のタイミングで吐出する（図５（ｊ）を参照する。）。このとき、Ｃインクは、Ｃヘッド６２におけるノズル６２ａの第１の領域から吐出される。

その後、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に向かって、第２の移動量より一定量だけ多い第３の移動量だけ移動し（図５（ｋ）を参照する。）、その後、ヘッドユニット２４を帰り方向で移動しながら、第１層目の断面形状データに基づいて、Ｐ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の順でＭインクを吐出することで、第Ｌ２列におけるＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成する（図５（ｌ）を参照する。）。

なお、Ｍインクの吐出については、上記した第Ｌ３列のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の硬化層を形成するときと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

こうして、第Ｌ３列から第Ｌ２列までのＰ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の硬化層を形成することで、第１層目の硬化層を形成する。

ここで、第Ｌ３列から第Ｌ２列までのＰ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２の硬化層の形成では、Ｍインクを吐出する際に、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に移動するが、このときの移動量としては、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列へ移動するときには基本移動量とし、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列から後方側に位置する列へ移動するときには、第Ｌ０列から離れた位置にある列ほど、設定された基本移動量より小さくなる移動量とし、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列より前方側に位置する列へ移動するときには、第Ｌ０列から離れた位置にある列ほど、設定された基本移動量より大きくなる移動量とする。

このとき、基本移動量の変化量は、例えば、設定された変化量を最小単位とし、この最小単位の変化量が整数倍されて段階的に大きくなるようにする。

その後、同様にして、第２層目から第５層目までの硬化層を形成して、双方向調整用のテストパターンを作製する。

こうして作製された双方向調整用のテストパターンは、例えば、図７に示すように、各四角錐形状の斜面に色彩に違いが表れて作製される。
作製された双方向調整用のテストパターンでは、行き方向と帰り方向とでインクの着弾位置が一致し、かつ、移動部材２０を介したヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致している場合には、四角錐形状において、左方側、右方側、前方側および後方側の斜面の色彩が互いに一致し、ＣインクとＭインクとが混ざった色彩のみとなる（図７における第Ｌ１列のＰ１を参照する。）。

また、行き方向と帰り方向とでインクの着弾位置は一致していないが、移動部材２０を介したヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致している場合には、四角錐形状において、前方側および後方側の斜面の色彩が互いに一致し、ＣインクとＭインクとが混ざった色彩となるが、左方側および右方側の斜面の色彩は互いに異なる（図７における第Ｌ１列のＰ０、Ｐ２、ｐ３を参照する。）。

さらに、行き方向と帰り方向とでインクの着弾位置は一致しているが、移動部材２０を介したヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致していない場合には、四角錐形状において、左方側および右方側の斜面の色彩が互いに一致し、ＣインクとＭインクとが混ざった色彩となるが、前方側および後方側の斜面の色彩は互いに異なる（図７における第Ｌ０、ｌ２、ｌ３列のＰ０を参照する。）。

さらにまた、行き方向と帰り方向とでインクの着弾位置が一致せず、かつ、移動部材２０を介したヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致していない場合には、左方側および右方側の斜面の色彩が互いに異なるとともに、前方側および後方側の斜面の色彩が互いに異なる（図７における第Ｌ０列のＰ０、Ｐ２、Ｐ３、第Ｌ２列のＰ０、Ｐ２、Ｐ３および第Ｌ３列のＰ０、Ｐ２、Ｐ３を参照する。）。

そして、こうした複数の四角錐形状における色彩の違いから、行き方向と帰り方向とで、インクの着弾位置がどの程度異なっているのかを判断できるとともに、ヘッドユニット２４の移動量が基本移動量とどの程度異なっているのかを判断することができる。

具体的には、図７では、行き方向と帰り方向とでインクの着弾位置が一致するとともに、移動部材２０を介したヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致していると判断できる四角錐形状は、第Ｌ１列のＰ１の四角錐形状である。

そして、作業者によってテストパターン作製時のＭインクの着弾位置のズレ量がＴμｍと設定されていたとすると、この第Ｌ１列のＰ１の四角錐形状を形成する際には、第２のタイミングでの着弾位置よりＴμｍだけ右方側にズレるようなタイミングとしたため、第２のタイミングでインクを吐出した際に着弾位置がＴμｍだけ右方側にズレるようなタイミングとなるように、現時点で設定されている第２のタイミングを調整する。

さらに、作業者によってテストパターン作製時の基本移動量からの変化量がＳμｍと設定されていたとすると、この第Ｌ１列のＰ１の四角錐形状を形成する際には、基本移動量からＳμｍだけ大きな移動量としていたため、現時点で設定されている基本移動量をＳμｍだけ大きくするように調整する。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（３）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、本発明によるテストパターン作製方法によりテストパターンを作製する三次元造形装置１０において、双方向調整用のテストパターンを作製する場合について説明したが、本発明によるテストパターン作製方法は、双方向調整用のテストパターンだけを作製するものではないことは勿論であり、三次元造形装置１０において、位置調整用のテストパターンを作製するようにしてもよい。

この場合には、基準となるヘッドをＣヘッド６２とし、位置調整の対象となるヘッドをＭヘッド６４とすると、ヘッドユニット２４の走査方向における行き方向（あるいは帰り方向）でＣヘッド６２から第１のタイミング（あるいは第２のタイミング）で吐出し、ヘッドユニット２４の走査方向における行き方向（あるいは帰り方向）で、Ｍヘッド６４から第１のタイミング（あるいは第２のタイミング）でＭインクを吐出するようにする。

なお、このとき、Ｍインクは、Ｐ０では第１のタイミングで吐出され、Ｐ１ではＰ０よりも遅いタイミングで吐出され、Ｐ２ではＰ１よりも遅いタイミングで吐出され、Ｐ３では第１のタイミングより速いタイミングでＭインクが吐出される。

即ち、Ｍインクは、Ｐ０の右方側では、Ｐ０から離れるほど、走査方向における帰り方向側（右方側）へ着弾位置のズレ量が大きくなるようなタイミングで吐出され、Ｐ０より左方側で、Ｐ０から離れるほど、走査方向における行き方向側（左方側）へ着弾位置のズレ量が大きくなるようなタイミングで吐出される。

また、第Ｌ３列から第Ｌ２列までのＰ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２では、Ｍインクを吐出する際に、移動部材２０を介してヘッドユニット２４を後方側から前方側に移動するときの移動量としては、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列へ移動するときには基本移動量とし、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列から後方側に位置する列へ移動するときには、第Ｌ０列から離れた位置にある列ほど、設定された基本移動量より小さくなる移動量とし、Ｍインクを吐出する第２の領域が第Ｌ０列より前方側に位置する列へ移動するときには、第Ｌ０列から離れた位置にある列ほど、設定された基本移動量より大きくなる移動量とする。

こうして作製された位置調整用のテストパターンは、例えば、図７に示すように、四角錐形状の斜面に色彩の違いが表れて作製される。

これにより、位置調整の対象となるＭヘッド６４が、Ｃヘッド６２に対して、前方側、後方側、左方側および右方側にどれだけズレてヘッドユニット２４に設置されているのかがわかるようになる。

（２）上記した実施の形態においては、双方向調整用のテストパターンを複数の四角錐形状により構成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上面に四角錐形状に凹んだ凹部が形成された直方体形状を複数並べて構成するようにしてもよい（図８を参照する。）。

具体的には、Ｘ軸方向に沿って「ｎ」個並べられた直方体形状（上面に四角錐形状に凹んだ凹部が形成）を、Ｙ軸方向に沿って「ｍ」列並べた形状となっている。なお、「ｎ」と「ｍ」とは同数であってもよく、図８では、Ｘ軸方向に沿って左方側から右方側に向かって順にｐ３、ｐ０、ｐ１、ｐ２の４つの直方体形状が形成され、こうして形成された４つの直方体形状がＹ軸方向に沿って後方側から前方側に向かって順に第ｌ３列、第ｌ０列、第ｌ１列、第ｌ２列の４列が形成され、合計１６個の直方体形状により形成されたものとなっている。

また、四角錐形状に凹んだ凹部は、全て同じ形状となっており、斜面ｓｌの傾斜が緩いものが好ましく、４つの傾斜面ｓｌは、互いに同じ傾斜角度となっている。

このとき、テストパターンを作製するための断面形状データは、図９に示すようになる。

なお、この場合、行き方向と帰り方向とにおける着弾位置が一致していない場合には、テストパターンを複数の四角錐形状により構成したときと比較して、斜面の色彩が左右で逆になる。また、ヘッドユニット２４の移動量が基本移動量と一致していない場合には、テストパターンを複数の四角錐形状により構成したときと比較して、斜面の色彩が前後で逆になる。

（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、粉末固着積層方式の三次元造形装置におけるテストパターンを作製する際に用いて好適である。

１０ 三次元造形装置、１４ 貯留槽、１６ 造形槽、１８ 収容槽、２０ 移動部材、２２ カートリッジ収容部、２４ ヘッドユニット、２６ ローラ、２８ マイクロコンピューター、６０ Ｂヘッド、６２ Ｃヘッド、６４ Ｍヘッド、６６ Ｙヘッド、６８ Ｋヘッド

Claims (2)

1. 所定の方向に移動するとともに、前記所定の方向と直交する走査方向で走査して、粉末材料に対して、少なくとも異なる色彩の有色インクを吐出可能なヘッドユニットを備え、粉末材料を硬化して硬化層を形成する工程を繰り返し行うことにより、硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置により、テストパターンを作製するテストパターン作製方法において、
   異なる色彩の２つの有色インクを用い、前記ヘッドユニットの前記走査方向に沿って四角錐形状を複数並べるとともに、前記走査方向に沿って複数並べた四角錐形状を前記所定の方向に沿って複数列並べて形成したテストパターンを作製し、
   一方の有色インクについては、全ての四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更することなく吐出し、他方の有色インクについては、所定の位置に位置する所定の四角錐形状に対しては吐出のタイミングを所定のタイミングから変更せず、前記所定の四角錐形状から前記走査方向の一方側に形成される四角錐形状に対しては、前記所定の四角錐形状から離れるほど該一方側への着弾位置のズレ量が大きくなるように前記所定のタイミングから吐出のタイミングを変更するとともに、前記所定の四角錐形状から前記走査方向の他方側に形成される四角錐形状に対しては、前記所定の四角錐形状から離れるほど該他方側への着弾位置のズレ量が大きくなるように前記所定のタイミングから吐出のタイミングを変更し、
   前記他方の有色インクを吐出する際に前記所定の方向に移動する前記ヘッドユニットの移動量は、所定の列への移動の際には、前記ヘッドユニットの移動量を基本移動量から変更せず、前記所定の列より前記所定の方向の一方側に位置する列への移動の際には、前記所定の列から離れた位置にある列ほど前記ヘッドユニットの移動量を前記基本移動量より小さくし、前記所定の列より前記所定の方向の他方側に位置する列への移動の際には、前記所定の列から離れた位置にある列ほど前記ヘッドユニットの移動量を前記基本移動量より大きくする
   ことを特徴とするテストパターン作製方法。
2. 所定の方向に移動するとともに、前記所定の方向と直交する走査方向で走査して、粉末材料に対して、少なくとも異なる色彩の有色インクを吐出可能なヘッドユニットを備え、粉末材料を硬化して硬化層を形成する工程を繰り返し行うことにより、硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置により、テストパターンを作製するテストパターン作製方法において、
   異なる色彩の２つの有色インクを用い、前記ヘッドユニットの前記走査方向に沿って、上面に四角錐形状の凹部が形成された直方体形状を複数並べるとともに、前記走査方向に沿って複数並べた直方体形状を前記所定の方向に沿って複数並べて形成したテストパターンを作製し、
   一方の有色インクについては、全ての四角錐形状に対して吐出のタイミングを変更することなく吐出し、他方の有色インクについては、所定の位置に位置する所定の四角錐形状に対しては吐出のタイミングを所定のタイミングから変更せず、前記所定の四角錐形状から前記走査方向の一方側に形成される四角錐形状に対しては、前記所定の四角錐形状から離れるほど該一方側への着弾位置のズレ量が大きくなるように前記所定のタイミングから吐出のタイミングを変更するとともに、前記所定の四角錐形状から前記走査方向の他方側に形成される四角錐形状に対しては、前記所定の四角錐形状から離れるほど該他方側への着弾位置のズレ量が大きくなるように前記所定のタイミングから吐出のタイミングを変更し、
   前記他方の有色インクを吐出する際に前記所定の方向に移動する前記ヘッドユニットの移動量は、所定の列への移動の際には、前記ヘッドユニットの移動量を基本移動量から変更せず、前記所定の列より前記所定の方向の一方側に位置する列への移動の際には、前記所定の列から離れた位置にある列ほど前記ヘッドユニットの移動量を前記基本移動量より小さくし、前記所定の列より前記所定の方向の他方側に位置する列への移動の際には、前記所定の列から離れた位置にある列ほど前記ヘッドユニットの移動量を前記基本移動量より大きくする
   ことを特徴とするテストパターン作製方法。