JP6743434B2 - 立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物を造形する方法 - Google Patents

Description

本発明は立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物を造形する方法に関する。

立体造形物（三次元造形物）を造形する装置として、例えば粉体積層造形法で造形するものがある。これは、例えば、造形ステージに粉体を敷き詰めて層状に平坦化し、平坦化された層状の粉体（これを「粉体層」という。）に対して粉体を結合させる造形液を付与して、粉体が結合された層状造形物（これを「造形層」という。）を形成する。そして、この造形層上に粉体層に形成し、再度、造形層を形成する動作を繰り返して、造形層を積層することで立体造形物を造形する。

例えば、供給槽から粉体が供給されて、粉体が結合された造形層が積層形成される造形槽と、供給槽から造形槽に粉体を移送供給して、造形槽における粉体の表面を平坦化して粉体層を形成する平坦化手段とを備え、所定の積層ピッチで造形槽の造形ステージを加工させながら造形層を積層するものが知られている（特許文献１）。この場合、粉体の保管状況に応じて平坦化手段の駆動条件を変更することも知られている（特許文献２）。

特開２０１５−２１７５８７号公報 特開２０１５−２２７０２１号公報

ところで、造形液で粉体を結合させる積層造形にあっては、使用する粉体が湿度の影響を受け、造形液の浸透性や造形液が付与されたときの粉体の粒子の流動性などが変化するため、造形品質が安定しないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、造形品質の安定化を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る立体造形物を造形する装置は、
粉体を敷き詰めて平坦化する平坦化手段と、
前記平坦化手段で平坦化された粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
前記平坦化手段によって前記粉体を平坦化する動作と、前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記層状造形物を造形する動作とを繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をする手段と、
湿度を検出する手段と、を備え、
前記制御をする手段は、
前記検出された湿度に応じて前記平坦化手段の移動速度及び前記平坦化手段の回転数の少なくともいずれかを変化させる制御をし、
前記検出された湿度が閾値以下であるときには、前記平坦化手段の移動速度を上昇し、又は、前記平坦化手段の回転数を低下する
構成とした。

本発明によれば、造形品質を安定化することができる。

本発明の第１実施形態に係る装置の平面説明図である。 同じく側面説明図である。 同じく造形部の断面説明図である。 同装置の制御部の概要の説明に供するブロック図である。 造形の流れの説明に供する模式的説明図である。 造形環境の湿度が高湿であるときに立体造形物の品質に与える影響の説明に供する説明図である。 造形環境の湿度が低湿であるときに立体造形物の品質に与える影響の説明に供する説明図である。 本発明の第１実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。 本発明の第２実施形態における立体造形動作の制御の説明に供するフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る装置の一例の概要について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同装置の概略平面説明図、図２は同じく概略側面説明図、図３は同じく造形部の断面説明図である。なお、図３は造形時の状態で示している。

この立体造形物を造形する装置（立体造形装置という。）は、粉体積層造形装置であり、粉体（粉末）が結合された層状造形物である造形層３０が形成される造形部１と、造形部１の層状に敷き詰められた粉体層３１に対して造形液１０を吐出付与して造形層３０を造形する造形ユニット５とを備えている。

造形部１は、粉体槽１１と、平坦化部材（リコータ）である回転体としての平坦化ローラ１２などを備えている。なお、平坦化部材は、回転体に代えて、例えば板状部材（ブレード）とすることもできる。

粉体槽１１は、造形槽２２に供給する粉体２０を保持する供給槽２１と、造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形槽２２と、粉体層３１を形成するときに平坦化ローラ１２によって移送供給される粉体２０のうち、粉体層３１を形成しないで落下する余剰の粉体２０を溜める余剰粉体受け槽２９を有している。

供給槽２１の底部は供給ステージ２３として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。同様に、造形槽２２の底部は造形ステージ２４として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。造形ステージ２４上に造形層３０が積層された立体造形物が造形される。余剰粉体受け槽２９の底面には粉体２０を吸引する機構が備えられた構成や、余剰粉体受け槽２９が簡単に取り外せるような構成となっている。

供給ステージ２３は、後述するモータ２７によって矢印Ｚ方向（高さ方向）に昇降され、造形ステージ２４は、同じく、モータ２８によって矢印Ｚ方向に昇降される。

平坦化ローラ１２は、供給槽２１の供給ステージ２３上に供給された粉体２０を造形槽２２に移送して供給し、平坦化手段である平坦化ローラ１２によって供給した粉体の層の表面を均して平坦化して、粉体層３１を形成する。

この平坦化ローラ１２は、造形ステージ２４のステージ面（粉体２０が積載される面）に沿って矢印Ｙ方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、後述する往復移動機構２５によって移動される。また、平坦化ローラ１２は、後述するモータ２６によって回転駆動される。

一方、造形ユニット５は、造形ステージ２４上の粉体層３１に造形液１０を吐出する液体吐出ユニット５０を備えている。

液体吐出ユニット５０は、キャリッジ５１と、キャリッジ５１に搭載された造形液付与手段である２つ（１又は３つ以上でもよい。）の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）５２ａ、５２ｂを備えている。

キャリッジ５１は、ガイド部材５４及び５５に移動可能に保持されている。ガイド部材５４及び５５は、両側の側板７０、７０に昇降可能に保持されている。

このキャリッジ５１は、後述するＸ方向走査機構５５０を構成するＸ方向走査モータによってプーリ及びベルトを介して主走査方向である矢印Ｘ方向（以下、単に「Ｘ方向」という。他のＹ、Ｚについても同様とする。）に往復移動される。

２つのヘッド５２ａ、５２ｂ（以下、区別しないときは「ヘッド５２」という。）は、造形液を吐出する複数のノズルを配列したノズル列がそれぞれ２列配置されている。一方のヘッド５２ａの２つのノズル列は、シアン造形液及びマゼンタ造形液を吐出する。他方のヘッド５２ｂの２つのノズル列は、イエロー造形液及びブラック造形液をそれぞれ吐出する。なお、ヘッド構成はこれに限るものではない。

これらのシアン造形液、マゼンタ造形液、イエロー造形液、ブラック造形液の各々を収容した複数のタンク６０がタンク装着部５６に装着され、供給チューブなどを介してヘッド５２ａ、５２ｂに供給される。

また、Ｘ方向の一方側には、液体吐出ユニット５０のヘッド５２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。

メンテナンス機構６１は、主にキャップ６２とワイパ６３で構成される。キャップ６２をヘッド５２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着させ、ノズルから造形液を吸引する。ノズルに詰まった粉体の排出や高粘度化した造形液を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成（ノズル内は負圧状態である）のため、ノズル面をワイパ６３でワイピング（払拭）する。また、メンテナンス機構６１は、造形液の吐出が行われない場合に、ヘッドのノズル面をキャップ６２で覆い、粉体２０がノズルに混入することや造形液１０が乾燥することを防止する。

造形ユニット５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５全体がＸ方向と直交するＹ方向（副走査方向）に往復移動可能である。この造形ユニット５は、後述するＹ方向走査機構５５２によって全体がＹ方向に往復移動される。

液体吐出ユニット５０は、ガイド部材５４、５５とともに矢印Ｚ方向に昇降可能に配置され、後述するＺ方向昇降機構５５１によってＺ方向に昇降される。

ここで、造形部１の詳細について説明する。

粉体槽１１は、箱型形状をなし、供給槽２１と造形槽２２と、余剰粉体受け槽２９の３つの上面が開放された槽とを備えている。供給槽２１内部には供給ステージ２３が、造形槽２２内部には造形ステージ２４がそれぞれ昇降可能に配置される。

供給ステージ２３の側面は供給槽２１の内側面に接するように配置されている。造形ステージ２４の側面は造形槽２２の内側面に接するように配置されている。これらの供給ステージ２３及び造形ステージ２４の上面は水平に保たれている。

造形槽２２の隣りには、造形槽２２外に排出される余剰な粉体を受ける余剰粉体受け部２９が配置されている。余剰粉体受け槽２９は、ロート形状をなし、底部に粉体２０を排出可能な排出口２９ａを有している。

余剰粉体受け槽２９には、粉体層３１を形成するときに平坦化ローラ１２によって移送供給される粉体２０のうちの余剰の粉体２０が落下する。余剰粉体受け槽２９に落下した余剰の粉体２０は、例えば粉体回収再生装置を経由して、供給槽２１に粉体を供給する後述する粉体供給装置５５４に戻される。

粉体供給装置５５４は供給槽２１上に配置される。造形の初期動作時や供給槽２１の粉体量が減少した場合に、粉体供給装置５５４を構成するタンク内の粉体を供給槽２１に供給する。粉体供給のための粉体搬送方法としては、スクリューを利用したスクリューコンベア方式や、エアーを利用した空気輸送方式などが挙げられる。

平坦化ローラ１２は、供給槽２１から粉体２０を造形槽２２へと移送供給して、表面を均すことで平坦化して所定の厚みの層状の粉体である粉体層３１を形成する。

この平坦化ローラ１２は、造形槽２２及び供給槽２１の内寸（即ち、粉体が供される部分又は仕込まれている部分の幅）よりも長い棒状部材であり、往復移動機構によってステージ面に沿ってＹ方向（副走査方向）に往復移動される。

この平坦化ローラ１２は、往復移動機構のモータによって回転されながら、供給槽２１の外側から供給槽２１及び造形槽２２の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、粉体２０が造形槽２２上へと移送供給され、平坦化ローラ１２が造形槽２２上を通過しながら粉体２０を平坦化することで粉体層３１が形成される。

また、図２にも示すように、平坦化ローラ１２の周面に接触して、平坦化ローラ１２に付着した粉体２０を除去するための粉体除去部材である粉体除去板１３が配置されている。

粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２の周面に接触した状態で、平坦化ローラ１２とともに移動する。また、粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２が平坦化を行うときの回転方向に回転するときにカウンタ方向でも、順方向での配置可能である。

次に、上記立体造形装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。図４は同制御部のブロック図である。

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本発明に係るプログラムを含むプログラム、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。

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。

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）を各造形層毎にスライスしたスライスデータである造形データを作成する本発明に係る立体造形物を造形する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を備えている。

制御部５００は、液体吐出ユニット５０のヘッド５２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８を備えている。

制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＸ方向（主走査方向）に移動させるＸ方向走査機構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５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５１２を備えている。

制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＺ方向に移動（昇降）させるＺ方向昇降機構５５１を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備えている。なお、矢印Ｚ方向への昇降は造形ユニット５全体を昇降させる構成とすることもできる。

制御部５００は、供給ステージ２３を昇降させるモータ２７を駆動するモータ駆動部５１３と、造形ステージ２４を昇降させるモータ２８を駆動するモータ駆動部５１４を備えている。

制御部５００は、平坦化ローラ１２を移動させる往復移動機構２５のモータ５５３を駆動するモータ駆動部５１５と、平坦化ローラ１２を回転駆動するモータ２６を駆動する５１６を備えている。

制御部５００は、供給槽２１に粉体２０を供給する粉体供給装置５５４を駆動する供給系駆動部５１７と、液体吐出ユニット５０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を備えている。

制御部５００は、粉体後供給部８０から粉体２０の供給を行わせる後供給駆動部５１９を備えている。

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の形状データ（造形データ）を含む。

そして、主制御部５００Ａは、造形層３０の造形データに基づいてヘッド５２からの造形液の吐出を行わせる制御をする。

なお、造形データ作成装置６００と立体造形装置（粉体積層造形装置）６０１によって造形装置が構成される。

次に、造形の流れについて図５も参照して説明する。図５は造形の流れの説明に供する模式的説明図である。

ここでは、造形槽２２の造形ステージ２４上に、１層目の造形層３０が形成されている状態から説明する。

この１層目の造形層３０上に次の造形層３０を形成するときには、図５（ａ）に示すように、供給槽２１の供給ステージ２３をＺ１方向に上昇させ、造形槽２２の造形ステージ２４をＺ２方向に下降させる。

このとき、造形槽２２の粉体層３１の表面（粉体面）の上面と平坦化ローラ１２の下部（下方接線部）との間隔（積層ピッチ）がΔｔ１となるように造形ステージ２４の下降距離を設定する。の間隔Δｔ１が次に形成する粉体層３１の厚さ（積層ピッチ）に相当する。間隔Δｔ１は、数十〜１００μｍ程度であることが好ましい。

この場合、平坦化ローラ１２は供給槽２１及び造形槽２２の上端面に対してギャップを置いて配置している。したがって、造形槽２２に粉体２０を移送供給して平坦化するとき、粉体層３１の表面（粉体面）は供給槽２１及び造形槽２２の上端面よりも高い位置になる。

これにより、平坦化ローラ１２が供給槽２１及び造形槽２２の上端面に接触することを確実に防止できて、平坦化ローラ１２の損傷が低減する。平坦化ローラ１２の表面が損傷すると粉体層３１の表面にスジが発生して平坦性が低下する。

次いで、図５（ｂ）に示すように、供給槽２１の上面レベルよりも上方に位置する粉体２０を、平坦化ローラ１２を逆方向（矢印方向）に回転しながらＹ２方向（造形槽２２側）に移動することで、粉体２０を造形槽２２へと移送供給する（粉体供給）。

さらに、図５（ｃ）に示すように、平坦化ローラ１２を造形槽２２の造形ステージ２４のステージ面と平行に移動させ、造形ステージ２４の造形層３０上で所定の厚さΔｔ１になる粉体層３１を形成する（平坦化）。このとき、粉体層３１の形成に使用されなかった余剰の粉体２０は余剰粉体受け槽２９に落下する。

粉体層３１を形成後、平坦化ローラ１２は、図５（ｄ）に示すように、Ｙ１方向に移動されて初期位置（原点位置）に戻される（復帰される）。

ここで、平坦化ローラ１２は、造形槽２２及び供給槽２１の上面レベルとの距離を一定に保って移動できるようになっている。一定に保って移動できることで、平坦化ローラ１２で粉体２０を造形槽２２の上へと搬送させつつ、造形槽２２上又は既に形成された造形層３０の上に均一厚さΔｔ１の粉体層３１を形成できる。

その後、図５（ｅ）に示すように、液体吐出ユニット５０のヘッド５２から造形液１０の液滴を吐出して、次の粉体層３１に所要形状の造形層３０を積層形成する（造形）。

なお、造形層３０は、例えば、ヘッド５２から吐出された造形液１０が粉体２０と混合されることで、粉体２０に含まれる接着剤が溶解し、溶解した接着剤同士が結合して粉体２０が結合されることで形成される。

次いで、上述した粉体供給・平坦化よる粉体層３１を形成する工程、ヘッド５２による造形液吐出工程を繰り返して新たな造形層３０を形成する。このとき、新たな造形層３０とその下層の造形層３０とは一体化して三次元形状造形物（立体造形物）の一部を構成する。

以後、粉体の供給・平坦化よる粉体層３１を形成する工程、ヘッド５２による造形液吐出工程を必要な回数繰り返すことによって、三次元形状造形物（立体造形物）を完成させる。

次に、本実施形態で使用している粉体（立体造形用粉末材料）及び造形液について説明する。

立体造形用粉末材料は、基材と、この基材を平均厚み５ｎｍ〜５００ｎｍで被覆し、造形液としての架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能な水溶性有機材料（バインダー）とを有してなる。

この立体造形用粉末材料においては、基材を被覆する水溶性有機材料が、架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能であるため、水溶性有機材料に架橋剤含有水が付与されると、水溶性有機材料は、溶解すると共に、架橋剤含有水に含まれる架橋剤の作用により架橋する。

これにより、上記立体造形用粉末材料を用いて薄層（粉体層３１）を形成し、粉体層に架橋剤含有水を造形液として吐出することで、粉体層３１においては、溶解した水溶性有機材料が架橋する結果、粉体層３１が結合硬化して造形層３０が形成される。

次に、造形環境の湿度が立体造形物の品質に与える影響について図６及び図７を参照して説明する。

なお、粉体２０は、粉末、粒子など（単に「粒子」と総称し、「粒子２０ａ」表記する。）の集合体である。

まず、造形環境の湿度が高い場合には、図６（ａ）に示すように、粉体２０の含水量が多いため、粒子２０ａの流動性が低下し、パッキング密度が低下する。

このように高湿下では、パッキング密度が低いため、図６（ｂ）に示すように、粉体層３１の面内方向に造形液１０が浸透し易くなっている。これはパッキング密度の減少に伴い，毛細管力が弱くなり、高さ方向よりも、面内方向に浸透しやすくなったからであると考えられる。

その結果、図６（ｃ）に示すように、立体造形物３０１には、造形データで規定される元の造形領域３００をはみ出すはみ出し部分３０１ａが生じることがある。

一方、造形環境の湿度が低い場合には、図７（ａ）に示すように、粉体２０の含水量が少ないため、粒子２０ａの流動性も良く、パッキング密度は増加する。

このように低湿下では、パッキング密度が高いため、粉体層３１の厚み（高さ）方向に造形液１０が浸透しやすくなっている。これはパッキング密度の増加に伴い、毛細管力が強くなり、面内方向よりも高さ方向に浸透しやすくなったからであると考えられる。

その結果、図７（ｃ）に示すように、立体造形物３０１には、造形データで規定される元の造形領域３００を埋めきれない不足部分３０１ｂが生じることがある。

このように環境湿度によって造形品質が安定しなくなる。

そこで、本発明では、環境湿度に応じてリコート条件（平坦化条件）、積層ピッチ、造形液の付与量（滴量）の少なくともいずれかを変化させるようにしている。

＜リコート条件：リコート速度＞
低湿のときには、平坦化ローラ１２の移動速度（リコート速度）を高くする。低湿の場合、粉体の流動性が上がるため、リコート速度を上げることで、粉体２０の飛散を抑制する。

高湿のときには、リコート速度を低くする。高湿の場合、粉体２０の流動性が下がり、凝集したりするため、リコート速度を下げることで、平坦化ローラ１２で凝集した粉体２０を解砕、パッキングしつつ粉体層３１を形成する。

＜リコート条件：リコータ回転数＞
低湿の時には、平坦化ローラ１２の回転数を低くする。低湿の場合、粉体の流動性が上がるため、回転数を下げることで、粉体２０の飛散を抑制する。

高湿のときには、平坦化ローラ１２の回転数を高くする。高湿の場合、粉体２０の流動性が下がり、凝集したりするため、回転数を下げることで、平坦化ローラ１２で凝集した粉体２０を解砕、パッキングしつつ粉体層３１を形成する。

＜積層ピッチ＞
低湿のときには、積層ピッチを大きくする（厚みを厚くする）。低湿の場合、毛細管力によりＺ方向（高さ方向：厚み方向）に浸透しやすくなるため、ＸとＹ方向（層の面内方向）へ浸透しにくくなることを補うために、造形液の付与量を増加することから、積層ピッチを大きくする。

高湿のときには、積層ピッチを小さくする（厚みを薄くする）。高湿の場合、粉体２０の粒子２０ａ表面の親水基が増加し、ＸとＹ方向に浸透しやすくなるため、Ｚ方向へ浸透しにくくなるのを補うため、積層ピッチを小さくする。

＜造形液の付与量＞
低湿のときには、造形液１０の付与量を多くする。低湿の場合、毛細管力によりＺ方向（高さ方向）に浸透しやすくなるため、Ｘ方向及びＹ方向にも造形液を行き渡らせるために、付与量を増加する。

高湿のときには、造形液１０の付与量を少なくする。高湿の場合、粉体２０の粒子２０ａ表面の親水基が増加し、ＸとＹ方向に浸透しやすくなるため、Ｘ方向及びＹ方向の寸法精度を向上するため、付与量を減少する。

このように、検出された湿度に応じて平坦化手段の移動速度、平坦化手段の回転数、造形液の付与量、積層ピッチの少なくともいずれかを変化させる制御をすることで、造形品質を安定化することができる。

次に、本発明の第１実施形態における立体造形動作の制御について図８のフロー図を参照して説明する。

本実施形態では、検出湿度Ａが予め定めた閾値１以下であるとき「低湿」とし、検出湿度Ａが予め定めた閾値２（閾値２＞閾値１）以上であるとき「高湿」として、上記で説明したリコート条件、積層ピッチ、造形液の付与量の変更ないし調整を行う。検出湿度が閾値１ないし閾値２の範囲であるときには、粉体２０の種類及び造形液１０の種類に応じて定めたリコート条件、積層ピッチ、造形液の付与量（これらを「初期設定値」という。）をそのまま使用する。

すなわち、まず、使用する粉体２０の種類及び造形液１０の種類に応じたリコート条件（平坦化条件）、積層ピッチΔｔ１、造形液１０の付与量（滴量）が設定される。

そして、湿度を検出するか否かを判別し、湿度を検出するときには、湿度を検出する。湿度を検出する否かは、例えば、粉体層３１を形成する毎、あるいは、所定時間毎に行う。粉体は、１０分ほどで湿気を帯び、１２０分ほどで環境の湿度になじむので、所定時間間隔で湿度検出を行うことが好ましい。

その後、検出した湿度Ａが閾値１（例えば２５％ＲＨ）以下であるか否かを判別する。

このとき、湿度Ａが閾値１以下であれば、初期設定値に対し、平坦化ローラ１２の移動速度（リコート速度）を上昇し、平坦化ローラ１２の回転数（リコータ回転数）を低下し、積層ピッチを増加し、付与量を増加する。

これに対し、湿度Ａが閾値１以下でなければ、湿度Ａが閾値２（例えば７０％ＲＨ）（閾値２＞閾値１）以上か否かを判別する。湿度Ａが閾値２以上であれば、初期設定値に対し、平坦化ローラ１２の回転数（リコートの回転数）を増加し、積層ピッチを減少し、付与量を増加する。

その後、平坦化による粉体層３１の形成（リコート）を行い、造形液１０を付与して造形層３０を造形する。

そして、最終層までの造形が完了するまで、上記の処理を繰り返し、最終層までの造形が完了したときに、この処理を終了する。

次に、本発明の第２実施形態における立体造形動作の制御について図９のフロー図を参照して説明する。

本実施形態では、検出湿度Ａが予め定めた閾値（例えば、５０％ＲＨ）未満であるとき「低湿」とし、検出湿度Ａが予め定めた閾値以上であるとき「高湿」として、上記で説明したリコート条件、積層ピッチ、造形液の付与量の変更ないし調整を行う。検出湿度が閾値と同じときには、粉体２０の種類及び造形液１０の種類に応じて定めたリコート条件、積層ピッチ、造形液の付与量（これらを「初期設定値」という。）をそのまま使用する。

すなわち、まず、使用する粉体２０の種類及び造形液１０の種類に応じたリコート条件（平坦化条件）、積層ピッチΔｔ１、造形液１０の付与量（滴量）が設定される。

そして、湿度を検出するか否かを判別し、湿度を検出するときには、湿度を検出する。

その後、検出した湿度Ａが閾値未満であるか否かを判別する。

このとき、湿度Ａが閾値未満であれば、初期設定値に対し、平坦化ローラ１２の移動速度（リコート速度）を上昇し、平坦化ローラ１２の回転数（リコータ回転数）を低下し、積層ピッチを増加し、付与量を増加する。

これに対し、湿度が閾値未満でなければ、つまり閾値以上であれば、初期設定値に対し、平坦化ローラ１２の回転数（リコートの回転数）を増加し、積層ピッチを減少し、付与量を増加する。

その後、平坦化による粉体層３１の形成（リコート）を行い、造形液１０を付与して造形層３０を造形する。

そして、最終層までの造形が完了するまで、上記の処理を繰り返し、最終層までの造形が完了したときに、この処理を終了する。

検出された湿度と閾値との偏差を算出し、偏差量に応じて、リコート条件、積層ピッチ、造形液の付与量の初期設定値からの変更量を変化させることもできる。

なお、装置の電源投入時からの湿度の測定（検出）結果を記録しておけば、より多くの情報から粉体の状態を評価することができる。また、造形動作の待機中における造形装置内の湿度を測定し結果を記録しておくことで、装置復帰時からより多くの情報で粉体の状態を評価することができる。

上記実施形態では、供給槽と造形槽の２層構造の立体造形装置で説明したが、造形槽の１層構造とし、造形槽に直接粉体を供給してブレードやローラなどの平坦化手段で平坦化する構成の立体造形装置にも本発明を適用することができる。

１ 造形部
５ 造形ユニット
１０ 造形液
１２ 平坦化ローラ（平坦化手段）
２０ 粉体
２１ 供給槽
２２ 造形槽
２３ 供給ステージ
２４ 造形ステージ
３０ 造形層（層状造形物）
３１ 粉体層（層状の粉体）
５０ 液体吐出ユニット
５１ キャリッジ
５２ 液体吐出ヘッド
５００ 制御部

Claims (5)

1. 粉体を敷き詰めて平坦化する平坦化手段と、
   前記平坦化手段で平坦化された粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する造形液付与手段と、
   前記平坦化手段によって前記粉体を平坦化する動作と、前記造形液付与手段から前記造形液を付与させて前記層状造形物を造形する動作とを繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をする手段と、
   湿度を検出する手段と、を備え、
   前記制御をする手段は、
   前記検出された湿度に応じて前記平坦化手段の移動速度及び前記平坦化手段の回転数の少なくともいずれかを変化させる制御をし、
   前記検出された湿度が閾値以下であるときには、前記平坦化手段の移動速度を上昇し、又は、前記平坦化手段の回転数を低下する
   ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
2. 前記粉体の種類及び前記造形液の種類の少なくともいずれかに基づいて平坦化条件及び積層ピッチの少なくともいずれかを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物を造形する装置。
3. 前記湿度を所定時間毎に検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物を造形する装置。
4. 粉体を敷き詰めて平坦化し、平坦化された粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する動作を繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
   検出された湿度に応じて前記平坦化手段の移動速度及び前記平坦化手段の回転数の少なくともいずれかを変化させる制御をし、
   前記検出された湿度が閾値以下であるときには、前記平坦化手段の移動速度を上昇し、又は、前記平坦化手段の回転数を増加する制御をコンピュータに行わせるためのプログラム。
5. 粉体を敷き詰めて平坦化し、平坦化された粉体に対し、前記粉体を結合する造形液を付与して層状造形物を造形する動作を繰り返して、前記層状造形物を積層した立体造形物を造形する方法であって、
   湿度を検出して、検出された湿度に応じて前記平坦化手段の移動速度及び前記平坦化手段の回転数の少なくともいずれかを変化させ、
   前記検出された湿度が閾値以下であるときには、前記平坦化手段の移動速度を上昇し、又は、前記平坦化手段の回転数を低下する
   ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。

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