JPH11513328A - 選択積層造形システムにおけるデータ操作およびシステム制御の方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サーマルステレオリソグラフィー装置におけるデータ操作方法において、ブール演算の計算を容易にするためデータが複数の開始／停止間の変化を表すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 ３次元物体および支持体形成用の選択的堆積モデルの方法および装置 技術分野 本発明は、３次元物体の形成およびその３次元物体形成時にそれを支持する技 術に関し、特に高速試作モデル製造（Rapid Prototyping & Manufacturing：Ｒ Ｐ＆Ｍ）システムにおいて使用する技術に関し、特にサーマルステレオリソグラ フィー（Thermal Stereolithography：ＴＳＬ）システム、融合堆積モデル（Fus ed Deposition Modeling：ＦＤＭ）システムあるいは他の選択的堆積モデル（Se lective Deposition Modeling：ＳＤＭ）システムにおいて使用する、造形およ び支持の方法および装置に関するものである。 背景技術 ３次元物体製造あるいは高速試作モデル製造システムを自動化あるいは半自動 化する種々のアプローチが近年入手可能となってきており、それらのアプローチ は、３次元物体を表現する３次元コンピュータデータと、複数の形成され固着し た層とから３次元物体を造形することを特徴としている。これらの層を時には、 物体断面、構造層、物体層あるいは単に層と呼ぶ（もし文脈から適切な形の凝固 形態が明らかであれば）。各層は、３次元物体の断面を表す。一般的には、層は 直前に形成され固着した層の堆積に形成され固着する。ＲＰ＆Ｍ技術において、 厳格に一層ずつ造形する工程とは違った手法が提案されており、その手法では、 最初の層の一部のみが形成され、最初の層の残りの部分が形成される前に、少な くとも次の一層の層の少なくとも一部が形成される。 そのようなアプローチの１つによると、３次元物体は、固化していない流出可 能な材料の連続した層を作業面に供給し、その後その層を所望のパターンで特定 の刺激（以後単に刺激という）に選択的に暴露し、その層を直前に形成された物 体層に固着する物体層へと選択的に硬化させることにより造形される。このアプ ローチでは、材料は物体層の一部とならない領域および物体層の一部となる領域 の両方の作業面に供給される。このアプローチの典型が、Hullに与えられた米国 特許第４、５７５、３３０に述べられているようにステレオリソグラフィー（Ｓ Ｌ）である。ステレオリソグラフィーの１実施例によると、刺激はＵＶレーザー からの放射線であり、材料は光重合体である。このアプローチの別の例は、Deck ardに与えられた米国特許第４、８６３、５８３号に述べられているように選択 的レーザー焼結（ＳＬＳ）であり、刺激はＣＯ₂レーザーからのＩＲ放射線であ り、材料は焼結可能な粉末である。３番目の事例は、Sachs等に与えられた米国 特許第５、３４０、６５６号および第５、２０４、０５５号に述べられているよ うに、３次元印刷（３ＤＰ）および直接シェル製造キャスティング（ＤＳＰＣ） であり、刺激はケミカルバインダーであり、材料はケミカルバインダーを選択的 に与えられるとすぐに互いにバインドする粒子からなる粉末である。 そのような第２のアプローチによると、物体は物体層を形成するよう所望の形 および大きさを有する物体断面を材料のシートから連続的に切り出すことにより 形成される。実際典型的に、紙シートはカットされる前に、直前にカットされた シートにスタックされ固着されるが、スタック、固着のまえにカットされること も可能である。このアプローチの典型が、Feyginに与えられた米国特許第４、７ ５２、３５２号に述べられているように薄層物体製造法（ＬＯＭ）であり、シー トを所望の形および大きさにカットする手段はＣＯ₂レーザーである。Kinzieに 与えられた米国特許第５、０１５、３１２号もまたＬＯＭを扱っている。 そのような第３のアプローチによると、物体層は固化していない、流出可能な 材料を物体層の一部となる領域において所望のパターンで作業面上に選択的に堆 積することにより形成される。選択的堆積の後、あるいは選択的堆積の間、選択 的に堆積された材料は、直前に形成されスタックされた物体層に固着する物体層 を形成するため固化する。これらのステップは物体を一層づつ形成するため連続 的に繰り返される。この物体形成技術は一般的には選択的堆積モデル（ＳＤＭ） と呼ばれている。このアプローチと最初のアプローチとの主な違いは、材料が物 体層の一部になる領域にのみ選択的に堆積されることにある。このアプローチの 典型は、Crumpに与えられた米国特許第５、１２１、３２９号および第５、３４ ０、４３３号で述べられているように、融合堆積モデル（ＦＤＭ）であり、材料 は、流出可能な状態において、材料の流出可能温度より低い温度にある環境に供 給さ れ、その後冷却され固化する。第２の例は、Pennに与えられた米国特許第５、２ ６０、００９号に記載の技術である。第３の例は、Mastersに与えられた米国特 許第４、６６５、４９２号、第５、１３４、５６９号、第５、２１６、６１６号 に述べられているように、弾道粒子製造法（ballistic particles manufacturin g：ＢＰＭ）であり、粒子は物体断面を形成するため所定の地点に向けられてい る。第４の例は、Almquist等に与えられた米国特許第５、１４１、６８０号に記 載されているように、サーマル立体造形法（ＴＳＬ）である。 ＳＤＭ（他のＲＰ＆Ｍ技術と同様に）を使用する際、有益な物体を製造する多 種の方法および装置が適切かどうかは、多くの要因に依存する。これらの要因は 典型的には同時に最適化できないので、適切な造形技術、および関連する方法お よび装置の選択は、所定の要求および状況により、トレードオフを含む。考慮さ れるべき要因は、１）装置のコスト、２）オペレーションコスト、３）製造スピ ード、４）物体の正確さ、５）物体の表面の仕上げ、６）形成される物体の材料 特性、７）物体の期待される使用、８）異なる材料特性を得るための第２の処理 の有効性、９）利便性およびオペレーターの制限、１０）要求されるあるいは所 望の操作環境、１１）安全性、１２）後処理にかかる時間および労力、を含む。 関連特許および出願の添付 添付資料Ａはここに付属しており、本発明の好適実施例で使用される好ましい サーマルステレオリソグラフィーの詳細を記す。 添付資料Ｂはここに付属しており、好ましいＳＭＤシステムにおける好ましい データ操作技術およびシステムコントロール技術の詳細を記す。これは同時に出 願された米国特許出願第０８／ 号のコピーであり、３ＤシステムＵＳＡ１ ４３号に対応する。 以下の出願は全文をここに引用したものとする。 発明の要約 本発明は選択的堆積モデル技術を使用して形成される造形物体および支持物体 に関する多数の問題を取り扱うため、独立してあるいは組み合わせて使用される 多くの技術（方法および装置）を具体的に示す。主にＳＤＭ技術に関するもので あるが、以下に記載の技術は、物体精度、表面の仕上げ、造形時間および／また は後処理の労力および時間を向上するため前述のような他のＲＰ＆Ｍ技術に対し ても色々な方法で適用される（本開示を読み取る当業者に明らかなように）。さ らに、ここに記載の技術は、１以上の物体材料および／または支持体材料を使用 する選択的堆積モデルシステムに適用される。そこでは１以上が選択的に供給さ れ、他が非選択的に供給され、高い温度が、材料の堆積の際、材料の全体あるい は一部に使用されてもされなくてもよい。 ＳＭＤシステムに使用される技術において、造形材料（例えばペンキ、インク ）が溶媒（例えば水、アルコール、アセトン、ペンキ薄め液、あるいは所定の造 形に適切な溶媒、ここで材料は溶媒を取り除くことにより（例えば供給材料を暖 めることにより、材料を部分的に真空にした造形室内に供給することにより、あ るいは単に溶媒が気化するのに充分な時間を与えることにより）供給された後あ るいは供給中に硬化可能である）。あるいは、造形材料（例えばペンキ）は、チ キソトロピーであり、材料の剪断力の増加が材料の供給に利用され、あるいは材 料が供給された後、単にチキソトロピー特性が材料の形を保持するのに利用され る。あるいは、材料は反応を示す（例えば光重合体、熱重合体、１液性あるいは ２液性エポキシ材料、前記材料の１つとワックスあるいは熱可塑樹脂材料とを組 み合わせたような結合材料）、あるいは他の材料（例えば焼き石膏と水）と組み 合わさった際、硬化可能であり、材料供給後、材料が前記刺激（例えば、熱、Ｅ Ｍ放射（可視、ＩＲ、ＵＶ、Ｘ線等）、反応化学薬品、２液性エポキシの第２液 、組み合わせの第２液あるいは倍数液）を適切に与えることにより反応し、造形 材料および／または材料の組み合わせは硬化する。もちろん、サーマルステレオ リソグラフィー材料および材料供給技術は単独で、あるいは上記別の例と組み合 わせて使用されてもよい。さらに、ホットメルトインクジェット、バブルジェッ ト等を含む、単一あるいは多重インクジェット装置、連続あるいは半連続フロー 、単一あるいは多重オリフィス押し出しノズルあるいはヘッドによって材料を供 給するような種々の材料供給技術を使用してもよい。 したがって、物体を高精度に製造するための方法および装置を提供することが 本発明の第一の目的である。 本発明の第二の目的は、物体形成の間温度環境を制御することによってより歪 みの少ない物体を製造するための方法および装置を提供することである。 本発明の第三の目的は、材料をいかに供給するかを制御することによってより 歪みの少ない物体を製造するための方法および装置を提供することである。 本発明の第四の目的は、物体製造速度を速めるための方法および装置を提供す ることである。 本発明の第五の目的は、物体支持体が任意の高さで形成されるのを可能とする 支持体構造の方法および装置を提供することである。 本発明の第六の目的は、良い作業面を提供する支持体構造の方法および装置を 提供することである。 本発明の第七の目的は、物体の下向き面から容易に取り除ける支持体構造を形 成する方法および装置を提供することである。 本発明の第八の目的は、支持体構造を取り除いた際、物体の下向き面の損傷が 最小限になるような支持体構造の方法および装置を提供することである。 本発明の第九の目的は、物体から支持体を取り除く方法および装置を提供する ことである。 本発明の第十の目的は、支持体を縦方向に構築する速度が物体を縦方向に構築 する速度とほぼ等しくする支持体構造の方法および装置を提供することである。 本発明の第十一の目的は、物体の上向き面から容易に取り除ける支持体構造を 形成する方法および装置を提供することである。 本発明の第十二の目的は、支持体構造を取り除いた際、物体の上向き面の損傷 が最小限になるような支持体構造の方法および装置を提供することである。 本発明の第十三の目的は、垂直な物体面とは別個な支持体を製造するための方 法および装置を提供することである。 本発明の第十四の目的は、物体形成を改善するため他のＲＰ＆Ｍ技術と組み合 わせ可能な支持体構造を提供することである。 上記目的は、本発明の異なった局面により個別に達成可能であり、本発明のさ らなる目的は、結合した利益が技術を組み合わせることにより得られるよう上記 別個の目的の多種の組み合わせを含むことを意図している。 本発明の他の目的は本記載から明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 図１は物体の下向き面を表す図、 図２は図１の下向き面を支持する支持体構造の２種類を表す図、 図３は好ましい選択的堆積モデル／サーマルステレオリソグラフィーシステム の主な機能部材を表す図、 図４ａ、４ｂは図３の印刷ヘッドのオリフィスプレートを走査方向に対して違 った向きから示した図、 図５は図３のプラナライザの詳細図、 図６はオリフィスプレート上の隣接したノズルと隣接したラスタラインとの間 の相対的位置関係を表した図、 図７はシステムのデータ解像度を規定するピクセルのグリッドを表す図、 図８は２つの垂直なラスタラインの向きの例を示す図、 図９は堆積が第２の走査方向に伝搬する２例を示す図、 図１０ａ、１０ｂは堆積が主走査方向に伝搬する２例を示す図である。 発明の詳細な説明 既に述べたように、本発明は選択的堆積モデル（ＳＤＭ）システムおける使用 に適した支持技術および造形技術に関するものである。特に、好ましいＳＤＭシ ステムはサーマルステレオリソグラフィー（ＴＳＬ）システムである。好適実施 例の記載は、好ましいＴＳＬシステムの記載で始まる。好ましいシステム、デー タ操作技術、システム制御技術、材料の形成および特性等のより詳細は、既に参 照し、含ませた米国特許出願番号第０８／５３４，８１３号、第０８／５３４， ４４７号、第０８／５３５，７７２号、第０８／５３４，４７７号および３Ｄ第 ＵＳＡ１４３に記載されている。さらに他のシステムが既に含ませた出願および 特許で多数記載されている。特に、ＳＤＭ、ＴＳＬあるいは融合堆積モデル（Ｆ ＤＭ）に直接関係するか適用可能であるものとして参照したような出願および特 許に記載されている。このように、後述の支持体構造および造形スタイルは、多 数のＳＤＭ、ＴＳＬおよびＦＤＭシステムに適用可能であり、ここで記載された システム例に限るものでないと解釈すべきである。さらに、既に述べたように、 これらの支持体構造および造形スタイルは、他のＲＰ＆Ｍ技術においても有用で ある。 ＳＤＭ／ＴＳＬを実行する装置の好適実施例を図３に示す。その装置は、供給 支持体１８、供給ヘッド９（例えばマルチオリフィスインクジェットヘッド）を 含み、供給ヘッド９は供給支持体１８、プラナライザ１１および部分造形支持体 １５上に位置する。供給支持体１８はプラナライザ１１および供給ヘッド９を支 持可能な水平な部材である。供給プラットフォーム１８は、結合部材１３を通じ てＸ−ステージ１２に摺動可能に結合している。Ｘ−ステージ１２は、好ましく は、制御コンピュータあるいはマイクロプロセッサ（図示せず）により制御され 、供給支持体１８をＸ軸方向あるいは主走査方向に前後に制御可能に動かす。 さらに、支持体１８のどちらかの側に、所望の造形温度が維持されるよう、フ ァン（図示せず）が、供給された材料１４および部分造形支持体１５を冷却する 空気を垂直下方向に吹き付けるため搭載されている。ファンおよび／または他の 冷却システム用の他の適切な搭載スキームは、気化可能な液体（例えば水、アル コール、溶剤）を物体の表面に直接注ぐミスト装置、プラナライザ１１と供給へ ッド９の間に搭載されたファンを有する強制空気冷却装置、および供給支持体外 に搭載された、固定あるいは移動ファンを有する強制空気冷却装置を含むがこれ らに限定はされない。冷却システムは、直前に供給された材料を所望の温度範囲 内に維持するため温度感知装置と組み合わせてコンピュータ制御される熱を取り 除く能動型あるいは受動型技術を含んでもよい。他の冷却方法は、造形処理の間 、熱が物体からより容易に放出されるよう、特にＩＲの割合で、黒体放射として 機能する物質とともにその材料を塩で処理する方法、を含むがこれに限定される ものではない。さらに、他の方法は、導電性物質を材料に数層ごとに追加する方 法、溶剤を材料に追加する方法、冷却のための冷却路あるいは埋め込まれた基体 （例えばインタレースワイヤ）を有する部分を造形する方法、あるいはガラス板 あるいはマイラーシート上に造形する方法を含むが、これらに限定されるもので はな い。 材料を冷却する、あるいは少なくとも供給された材料を適切な温度に保つ他の 実施例は、上記のように、部分的に形成されている物体の上面に温度加減ガス（ 例えば空気のような冷却ガス）を注ぐ方法を含むかもしれないが、冷却空気を表 面から除くための制御された技術を付加的に含んでもよい。そのような技術は吹 込および吸引装置、および吹込ダクト（ガス挿入ダクト）および吸引ダクト（ガ ス除去ダクト）の位置を互いに交換する方法を含んでもよい。これらのダクトは 、過度に暖める前に除去される冷却ガスが、効果的な冷却率を損なうことになっ てもよい。表面に注がれたガスは、冷却状態、室温、あるいは他の適切な温度で 導入されてよい。もし適切に形成されるのであれば、これらの別の挿入および除 去ダクトは、支持体のような壊れやすい構造物に対する攪流あるいは風による歪 みを防ぐために設定されている現在の許容値より速い走査速度でもよい。これら のダクトは、プリントヘッドの動きとは逆方向に空気を流すように形成されても よく、それにより部分的に形成された物体と接触するようになる風速度の純量が 減少する。各ダクトに関連する吹込あるいは吸引は、プリントヘッドの動く方向 により、反転したり、あるいはスイッチを入れたり切ったりしてもよい。 プリントヘッド９は、例えば熱可塑樹脂あるいはワックス等の材料のようなホ ットメルトインクを噴出するように形成されており、３次元モデルシステムに使 用できるように改造されている商用のプリントヘッドであり、前後に動き、加速 する。プリントヘッドの改造は、加速が結果としてリザーバ中の材料の最小限の 交換となるようオンボードのリザーバを形成することを含む。ある好適実施例は 、ニューハンプシャー州ナシュアにあるスペクトラ社販売のモデルＨＤＳ９６ｉ という、リザーバを改造した９６ジェット商用プリントヘッドを含む。このプリ ントヘッドは、以前に参照した米国特許出願第０８／５３４，４７７号記載のマ テリアルパッケージング＆ハンドリングサブシステム（図示せず）から流出可能 な状態で材料を供給される。好適実施例では、各オリフィス（すなわちジェット ）が小滴を所望の位置に供給するよう適切に配置されている場合、ヘッド上の全 ての９６ジェットがオリフィスプレート１０を通じて選択的に小滴を射出するよ うにコンピュータ制御されている。実際問題として、１秒間に約１２、０００か ら １６、０００の命令が、材料堆積のためジェット位置および所望の位置により、 各ジェットに対し選択的に射出する（小滴を供給）あるいは射出しない（小滴を 供給しない）よう出される。また、実際問題として、射出命令は全てのジェット に対して同時に出される。上記の好ましいプリントヘッドはほぼ１００のジェッ トを有するので、上記射出速度は結果的に１秒間にヘッドに約１．２×１０⁶か ら１．６×１０⁶の命令を出す必要がある。それゆえ、ヘッドは選択的にジェッ トを射出し、同時に溶解した材料の小滴がオリフィスプレート１０の１以上のオ リフィスを通って吐出するようコンピュータ制御される。もちろん、別の好適実 施例において、別の数のジェットを有するヘッドが使用されてもよく、別の射出 頻度も可能であり、適切な状況においてジェットの射出が同時でなくても可能で ある。 最も効率よく３次元物体を造形するため、ジェットが正確に射出することが第 １に所望される。全てのジェットが正確に射出するあるいは少なくとも正確に射 出する数を最大限にすることを確実にするため、種々の技術が使用される。その ような実施例の１つは、各層の形成後ジェットを検査することを含む。この技術 は次のステップを含む。１）層を形成する、２）全てのジェットを射出し、紙面 上にテストパターンのラインを印刷することによりジェットを検査する、３）ジ ェットが誤って射出しているかどうかを光学的に検査する（バーコード走査等に より）、４）ジェットの障害を除く、５）ちょうど供給されたばかりの層をそっ くり全部取り除く（後述する好ましいプラナライザを用いて機械的に）、６）障 害を除いたジェットを含む全てのジェットで層を再造形する。 添付資料Ａ 表Ｉ−ＩＩＩは、好適実施例において使用する好ましい材料の詳細である。 明細書 選択的堆積モデルシステムにおけるデータ操作およびシステム制御の方法およ び装置 本出願は、１９９６年９月２７日に出願され、現在係属中の米国特許出願第０ ８／５３４，８１３号の一部継続出願である。 技術分野 本発明は、３次元物体の形成のためのデータ操作および造形制御の技術に関し 、特にＲＰ＆Ｍシステムにおいて使用する技術に関し、特にサーマルステレオリ ソグラフィー（Thermal Stereolithography：ＴＳＬ）システム、融合堆積モデ ル（FusedDeposition Modeling：ＦＤＭ）システムあるいは他の選択的堆積モデ ル（Selective Deposition Modeling：ＳＤＭ）システムにおいて使用する、デ ータ操作および造形制御の方法および装置に関するものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年７月８日 【補正内容】 明細書 ３次元物体および支持体を形成するための選択積層造形方法および装置 技術分野 本発明は、３次元物体の形成技術およびその形成時に３次元物体を支持する技 術に関し、特に高速試作量産（Rapid Prototyping & Manufacturing：ＲＰ＆Ｍ ）システムにおいて使用する技術に関し、さらにはサーマルステレオリソグラフ ィー（Thermal Stereolithography：ＴＳＬ）システム、溶融積層造形（Fused Deposition Modeling：ＦＤＭ）システム等の選択積層造形（Selective Deposit ion Modeling：ＳＤＭ）システムにおいて使用する、造形および支持の方法およ び装置に関するものである。 背景技術 近年、３次元物体の製造システムあるいは高速試作量産（ＲＰ＆Ｍ）システム を自動化あるいは半自動化するために様々な方向からのアプローチがなされてい る。それらのアプローチはいずれも、３次元物体を表す３次元コンピュータデー タを使用して、複数の層を形成し、積層することによって３次元物体を造形する ことを特徴としている。これらの層は、物体断面、構造層、物体層あるいは単に 層（もし文脈から所定形状の固化した構造物をさしていることが明らかであれば ）とも呼ばれる。各層は、３次元物体の一断面をなしている。通常各層はそれま でに形成積層された層の積層体上に形成、積層される。ＲＰ＆Ｍ技術において、 厳格に一層ずつ造形するのではなく、最初の層の一部のみを形成し、最初の層の 残りの部分を形成する前に、少なくとも次の一層の少なくとも一部を形成するよ うにすることも提案されている。 そのようなアプローチの１つでは、未硬化の流動性のある材料の、連続した複 数の層を作業面に供給し、その後その各層を所望のパターンで所定の刺激に選択 的に暴露して硬化させ、その硬化した層をそれまでに形成された積層体に付着さ せることにより３次元物体を造形する。この方法では、材料は物体層の一部とな らない領域および物体層の一部となる領域の両方の作業面に供給される。この方 法の典型が、Hullに与えられた米国特許第４、５７５、３３０に述べられている ステレオリソグラフィー（ＳＬ）である。このステレオリソグラフィーの一実施 例によると、所定の刺激はＵＶレーザーからの放射線であり、材料は光重合性ポ リマーである。この方法の別の例は、Deckardに与えられた米国特許第４、８６ ３、５８３号に述べられている選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）であり、所定の刺 激はＣＯ₂レーザーからのＩＲ放射線であり、材料は焼結可能な粉末である。こ のアプローチは光ベースのステレオリソグラフィーとも言うべきものである。３ 番目は、Sachs等に与えられた米国特許第５、３４０、６５６号および第５、２ ０４、０５５号に述べられている、３次元印刷（３ＤＰ）および直接シェル製造 キャスティング（ＤＳＰＣ）であり、所定の刺激は化学的結合剤（例えば接着剤 ）であり、材料は化学的結合剤を選択的に与えられると互いに結合する粒子から なる粉末である。 第２のアプローチでは、所望の形状および大きさを有する物体断面をシート状 材料から切り出し、積層することにより物体が形成される。実際的には、紙シー トが使用され、各シートはそれまでに切り出され、積層されたシートの積層体上 に積層してから、カットされのが普通であるが、カットしておいてから積層する ことも可能である。このアプローチの典型が、Feyginに与えられた米国特許第４ 、７５２、３５２号に述べられている積層物体製造法（ＬＯＭ）であり、シート を所望の形状および大きさにカットする手段はＣＯ₂レーザーである。Kinzieに 与えられた米国特許第５、０１５、３１２号もまたＬＯＭを扱っている。 第３のアプローチでは、物体層は未硬化の流動性のある材料を物体層の一部と なる領域において所望のパターンで作業面上に選択的に供給することにより形成 される。その供給中あるいは供給後に、供給された材料を硬化させて、その硬化 した層をそれまでに形成された層の積層体上に重ねる。これらのステップを繰り 返して物体を一層一層形成する。この物体造形技術は一般的には選択積層造形（ ＳＤＭ）と呼ばれている。このアプローチとと第１のアプローチとの主な違いは 、材料が物体層の一部になる領域にのみ選択的に供給されることにある。このア プローチの典型は、Crumpに与えられた米国特許第５、１２１、３２９号および 第５、３４０、４３３号で述べられている、溶融積層造形（ＦＤＭ）であり、材 料は、流動状態において、材料の流動可能温度より低い温度にある環境に供給さ れ、その後冷却硬化される。第２の例は、Pennに与えられた米国特許第５、２６ ０、００９号に記載の技術である。第３の例は、Mastersに与えられた米国特許 第４、６６５、４９２号、第５、１３４、５６９号、第５、２１６、６１６号に 述べられている、弾道粒子製造法（Ｂallistic Ｐarticle Ｍanufacturing：Ｂ ＰＭ）であり、粒子が物体断面を形成するように所定の位置に向けて発射される 。第４の例は、Almquist等に与えられた米国特許第５、１４１、６８０号に記載 されている、サーマルステレオリソグラフィー（ＴＳＬ）である。 ＳＤＭ（他のＲＰ＆Ｍ技術と同様に）を使用する際、所望の物体を製造するの にどの方法およびどの装置が適切であるかは、多くの要因に依存する。これらの 要因は一般には同時に最適化できないので、適切な造形技術、および関連する方 法および装置の選択には、個々のの要求および状況により、妥協が必要となる。 考慮されるべき要因は、１）設備コスト、２）運転コスト、３）製造スピード、 ４）物体の精度、５）物体の表面仕上げ、６）形成される物体の材料特性、７） 物体の予想用途、８）異なる材料特性を得るための二次加工の可能性、９）使用 容易性およびオペレーターに関する制約、１０）要求されるあるいは所望の操作 環境、１１）安全性、１２）後処理にかかる時間および労力、を含む。 ３次元物体をより効果的に造形するために上記要因のできるだけ多くを同時に 最適化することが長く望まれていた。例えば、上記第３のアプローチ、ＳＤＭ（ 例えばサーマルステレオリソグラフィー）、を使用して物体を造形する際には、 設備コストを上げずに、造形速度を上げることが長い間の懸案になっている。ま た、オフィス等で使用することのできる安価なＲＰ＆Ｍシステムも長い間望まれ ている。 他のＲＰ＆Ｍによるアプローチと同様に、ＳＤＭにおいては、外側に面した断 面領域が精度よく形成され、位置されるように、作業面を正確に形成し、位置さ せることが一般に必要である。最初の２つのアプローチでは次の材料層を形成し 、積層するための作業面が必然的に形成される。しかしながら、第３のアプロー チ、ＳＤＭでは、作業面が必ずしも形成されないので、先に供給された材料の方 を向 いた、外側に面する面を含む領域等の、先に供給された材料によって一部しか支 持されていない領域を形成する層を正確に形成し、位置させなければならないと 言う深刻な問題が生じる。一般的な造形工程では、先に形成された積層体の上に 次の層を積層して行くが、物体の下を向いた面を形成するときにこれが特に問題 となる。このことについては、第３のアプローチでは、理論的に、作業面上の物 体の断面の一部を形成する領域にのみ材料を供給するということを考えれば容易 に理解できる。すなわち、次に形成される断面に張り出し面（下を向いた面）が ある時に、その面用の作業面を提供したり、その面を支えたりするものがない。 光ベースのステレオリソグラフィーにおける下向きの領域、およびそれに連続す る上向きの断面領域、に関してはHull等の米国特許No.5,345,391、Snead等の米 国特許No.5,321,622詳しく記載されている。これはＳＤＭを含む他のＲＰ＆Ｍ技 術にも応用できるものである。下向きの領域に対しては、それを支持する、先に 形成された層（以下、「先行層」という）が存在しない。さらに、第３のアプロ ーチにおいては、元々、物体の一部を形成しない領域には材料を供給しないので あるから、その下向きの領域に対しては、未硬化層すら存在しない。このような 状況から発生する問題を「作業面の欠落による問題」と以下称する。 この「作業面の欠落による問題」が第１図に示されている。１および２は３次 元造形方法および装置によって積層された層を示している。図示のように層２の 上に配された層１は２つの下向きの面３、４（ハッチングした面）を備えている 。ＳＤＭを使用した場合には、その下向きの面３、４の真下の空間５、６には未 硬化の材料が供給されない。すなわちＳＤＭによる場合は、この２つの下向きの 面３、４用の作業面を提供したり、その面を支えたりするものがない。 この問題の解決のためにいくつかの機構が提案されたが、今のところ完全に満 足できるものはない。Housholderの米国特許No.4,247,508、Pomerantz等の米国 特許No.4,961,154、5,031,120、5,263,130、5,386,500、Helinskiの米国特許No. 5,136,615、Almquist等の米国特許No.5,141,680、Pennの米国特許No.5,260,009 、Cohen等の米国特許No．5,287,435、Mitchellの米国特許No.5,362,247、Dunghi llsの米国特許No.5,398,193、Prinz等の米国特許No.5,286,573、5,301,415に示 唆、ないし開示されている機構では、下向きの面の下の空間を、造形用の材料と は異 なる、その造形用の材料から分離しやすい（例えば溶融点が造形用材料より低い ）支持材料で埋める。第１図に即していえば、下向きの面３、４を形成する材料 が供給される前に、空間５、６が支持材料で埋められる。 この２種類の材料（造形用材料、支持材料）を使用する方法は、効率が悪い、 熱の放散が必要である、支持材料の取り扱いコストが掛かる等の理由で、高価、 大形になるという問題がある。例えば、支持材料用の供給機構が新たに必要とな る。あるいは単一の機構によって、２種類の材料を取り扱えるようにする手段が 必要となる。 Hull等の米国特許No.4,999,143、Mastersの米国特許No.5,216,616、Pomerantz の米国特許No.5,386,500に記載されている方法では、造形用の材料と同じ材料で 複数の支持構造が間隔を置いて形成される。この方法は多くの問題を含んでいる 。まず、支持構造を物体から容易に分離できるという前提を保ちつつ所望の高さ に作るのは不可能である。第２に、外向きの面の造形および支持に有効な作業面 を維持しつつ、物体と支持構造を容易に分離できるようにするのは不可能である 。第３に、断面に垂直な方向（上下方向）に、物体を積層するのとほぼ同じ速度 で支持構造を延ばすことができない。第４に、下向きの面を支持するために、そ の下方にある上向きの面上に支持構造を設けなければならない場合に、その上向 きの面をできるだけ破損せずに、支持構造の分離容易性を維持するのは不可能で ある。さらに第５に、装置の処理量を大きくしたいという要望がある。 すなわち、支持構造の分離容易性を確保するためには、支持構造と物体部の接 触面積を小さくする必要がある。これに対して、物体部をＺ方向に延ばすのとほ ぼ同じ速度で支持部をＺ方向に延ばすためには、各支持部の断面積をできるだけ 大きくして、面積／周囲長比を大きくして、材料供給工程における供給位置精度 の悪さを補うとともに、材料が水平方向に拡がるのを抑えることができるように 、目標面積を大きくすることによって、材料が水平方向に流れてしまったり、所 定の位置に供給されなかったりすることによる、Ｚ方向に積み上げるべき材料の 損失をできる限り小さくする必要がある。 さらに、下向きの面の破損をできるだけ小さくするためには支持部間の間隔を できるだけ大きくして物体部と支持部との接触面積をできるだけ小さくする必要 がある。これに対して、下向きの面の形成に有効な作業面を得るためには支持部 間の間隔はできるだけ小さい方がよい。この両者を同時に得ることができないの は明白である。 この問題が第２図に示されている。なお、第２図においては第１図と同じ要素 には同じ番号を付した。図示のように下向きの面３は柱状の支持部7a、7b、7cを 介して支持され、下向きの面４は柱状の支持部8a、8b、8cを介して支持される。 柱状の支持部7a、7b、7cは下向きの面の破損をできるだけ小さくするために広い 間隔を置いて配されており、さらに各支持部は分離容易性を高めるために下向き の面３との接触面積が比較的小さくなるように構成されている。一方、各支持部 7a、7b、7cは断面積が小さいため、物体部の垂直方向への成長に追いついて成長 させるのが困難である。さらには、支持部7a、7b、7c間の間隔が広いため支持部 7a、7b、7cは下向きの面３を形成し、支持するための有効な作業面を提供するこ とができない。 これに対して、柱状の支持部8a、8b、8cの場合は、下向きの面４を形成し、支 持するための有効な作業面を提供するためにより狭い間隔で配されている。さら に、各支持部は表面積が大きいので、物体部の垂直方向への成長にほぼ追いつい て成長させることができる。しかしながら、この支持部8a、8b、8cの場合には間 隔が狭く断面積が大きいため、支持部8a、8b、8cを後に物体部から除去するとき に下向きの面に与える破損が大きくなる。 本明細書の以上の部分において挙げた特許はその公報の全文をここに引用した ものとする。 添付資料、関連特許および関連出願 添付資料Ａは、本発明の好適実施例のいくつかで使用される好ましいサーマル ステレオリソグラフィー材料の詳細を記載したものである。 添付資料Ｂは、好ましいＳＭＤシステムにおける好ましいデータ操作技術およ びシステムコントロール技術の詳細を記載したものである。これは同時に出願さ れた米国特許出願第０８／ 号のコピーであり、３Ｄシステムの社内番号Ｕ ＳＡ１４３号に対応する。 以下の出願は全文をここに引用したものとする。 サーマルステレオリソグラフィーや溶融積層造形技術によると、３次元物体は 流動状態になるまで加熱されて供給される材料によって１層１層形成される。材 料はディスペンサーから半連続的な流れとして供給してもよいし、滴として供給 してもよい。材料を半連続的な流れとして供給する場合には作業面の基準はそれ ほど厳しくなくともよいと考えられる。サーマルステレオリソグラフィーの初期 の例が米国特許No.5,141,680に記載されている。サーマルステレオリソグラフィ ーは反応性や毒性の材料を使用しないために、オフィス内等で使用するのに適し ている。さらに、その材料を使用して造形する場合に、放射線（例えば、紫外線 、赤外線、可視光線等のレーザ光線）を使用することもないし、材料を燃焼温度 まで加熱する（例えば、LOM技術では断面の境界に沿って材料を燃やすことがあ る）こともないし、反応性材料（例えばモノマーや感光性ポリマー）や毒性化学 物質（例えば溶媒）を使用することもないし、騒音を発生したり、操作を間違え ると危険のあるような切削工具を使用することもなく、単に材料を流動状態にな るまで加熱して、選択的に供給し、冷却することによって造形がなされる。 上述の米国特許出願No.08/534,447はSDM/TSL原理に基づいた選択積層造形(SDM )システムにおいて使用する、３次元物体データを支持部データと物体部データ に変換するデータ変換技術に関するものである。さらにこの出願は、後述の望ま しいSDM/TSLシステムを制御するための、様々なデータ操作、データ制御、シス テム制御にも関するものである。SDMシステム、および他のRP&Mシステムに使用 することのできる他のデータ操作、データ制御技術も開示されている。 上述の米国特許出願No.08/535,772はSDM/TSLの望ましい実施の形態で使用され る望ましい材料に関するものである。使用可能な他の材料および方法も記載され ている。 上述の米国特許出願No.08/534,477は望ましいSDM/TSLシステムの詳細に関する ものである。また使用可能な他の構成についても言及されている。 この出願の被譲渡人、3D Systems Inc．はRP&Mの分野、とりわけ光りベースの ステレオリソグラフィー、の多くの米国特許出願や米国特許の所有者である。当 社所有の米国特許出願や米国特許は、本発明の教示するところと組み合わせるこ とによってSDM造形技術を改良することのできる開示を含んでいる。以下の米国 特許出願および米国特許は全文をここに引用したものとする。 発明の要約 本発明は選択積層造形技術を使用して形成される物体の造形および支持に関す る多数の問題を取り扱うため、独立してあるいは組み合わせて使用される多くの 技術（方法および装置）を含んでいる。主にＳＤＭ技術に関するものであるが、 （本開示を読めば当業者には明らかとなるように）以下に記載の技術は、物体精 度、表面の仕上げ、造形時間および／または後処理に要する手間および時間を向 上するため前述のような他のＲＰ＆Ｍ技術に対しても色々な方法で適用すること ができる。さらに、ここに記載の技術は、１種類または２種類以上の造形材料お よび／または支持体材料を使用する選択積層造形システムに適用することができ るが、そこでは一部を選択的に供給し、他を非選択的に供給してもよいし、材料 の全体あるいは一部を加熱して積層するようにしてもよいし、そうでなくともよ い。 またここに記載の技術は、造形材料（例えばペンキ、インク）に溶媒（例えば 水、アルコール、アセトン、ペンキシンナー等の所定の造形に適切な溶媒であり 、その溶媒を、例えば供給材料を加熱したり、材料を減圧した造形室内に供給し たり、あるいは単に溶媒が気化するのに充分な時間を与えたりして、除去するこ とによって供給後あるいは供給中に材料を硬化させることのできるもの）を加え て供給可能なように流動化するようにしたSDMシステムにも応用することができ る。さらに、造形材料（例えばペンキ）は、チキソトロピーを示すものでもよく 、この場合材料への剪断力を増加させることによって材料の供給を促進させるよ うにしてもよいし、あるいはそのチキソトロピー特性を単に供給後の材料の形を 保持するのに利用してもよい。さらに、造形材料は、自体が反応性のもの（例え ば光重合体、熱重合体、１液性あるいは２液性エポキシ材料、前記材料の１つと ワックスあるいは熱可塑樹脂材料とを組み合わせたような結合材料）、あるいは 他の材料（例えば焼き石膏と水）と組み合わさった際、少なくとも硬化可能なも のでもよく、供給後、前記刺激（例えば、熱、ＥＭ放射（可視、ＩＲ、ＵＶ、Ｘ 線等）、反応化学薬品、２液性エポキシの第２液、組み合わせ材料の他の成分） を適切に与えることによりその造形材料を反応させ、硬化させるようにしてもよ い。もちろん、サーマルステレオリソグラフィー材料および材料供給技術は単独 で、ある いは上記別の例と組み合わせて使用されてもよい。さらに、ホットメルトインク ジェット、バブルジェット等の、単一あるいは複数のインクジェット装置、連続 あるいは半連続フローの、単一あるいは複数のオリフィス押し出しノズルあるい はヘッドによって材料を供給する等の種々の材料供給技術を使用することができ る。 以上のような事情に鑑みて、物体を高精度に製造する方法および装置を提供す ることが本発明の第一の目的である。 本発明の第二の目的は、物体形成中の温度環境を制御することによってより歪 みの少ない物体を製造する方法および装置を提供することである。 本発明の第三の目的は、材料の供給を制御することによってより歪みの少ない 物体を製造する方法および装置を提供することである。 本発明の第四の目的は、物体製造速度を速める方法および装置を提供すること である。 本発明の第五の目的は、物体支持体を任意の高さで形成することのできる支持 体構造形成方法および装置を提供することである。 本発明の第六の目的は、良好な作業面を提供することのできる支持体構造の形 成方法および装置を提供することである。 本発明の第七の目的は、物体の下向き面から容易に取り除ける支持体構造を形 成する方法および装置を提供することである。 本発明の第八の目的は、支持体構造を取り除く際、物体の下向き面の損傷が最 小限になるような支持体構造の形成方法および装置を提供することである。 本発明の第九の目的は、物体から支持体を取り除く方法および装置を提供する ことである。 本発明の第十の目的は、支持体部を垂直方向に積み上げる速度を物体部を垂直 方向に積み上げる速度とほぼ等しくすることのできる支持体構造の形成方法およ び装置を提供することである。 本発明の第十一の目的は、物体の上向き面から容易に取り除ける支持体構造を 形成する方法および装置を提供することである。 本発明の第十二の目的は、支持体構造を取り除く際、物体の上向き面の損傷が 最小限になるような支持体構造の形成方法および装置を提供することである。 本発明の第十三の目的は、物体の垂直な面から離れた支持体を製造するための 方法および装置を提供することである。 本発明の第十四の目的は、他のＲＰ＆Ｍ技術と組み合わせて、物体形成を改善 することのできる支持体構造を提供することである。 上記目的は、本発明の異なる特徴によりそれぞれ達成可能であり、本発明の技 術を様々に組み合わせることによりさらに他の目的が達成される。 本発明の他の目的は本記載から明らであろう。 図面の簡単な説明 第１図は物体の下向き面を表す図、 第２図は第１図の下向き面を支持する支持体構造の２種類を表す図、 第３図は好ましい選択積層造形／サーマルステレオリソグラフィーシステムの 主な機能部材を表す図、 第４ａ、４ｂ図はそれぞれ第３図のプリントヘッドのオリフィスプレートを走 査方向に対して異なる向きから示した図、 第５図は第３図のプラナライザの詳細図、 第６図はオリフィスプレート上の隣接したノズルと隣接したラスタラインとの 間の相対的位置関係を表した図、 第７図はシステムのデータ解像度を規定するピクセルのグリッドを表す図、 第８図は２つの垂直なラスタラインの向きの例を示す図、 第９図は積層が副走査方向に伝搬する２例を示す図、 第１０ａ、１０ｂ図は積層が主走査方向に伝搬する２例を示す図である。 第１１ａ、１１ｂ図は走査線飛び越しの一例の説明図である、 第１２ａ、１２ｂ図は数本の走査線に沿った滴下位置飛び越しの一例の説明図 である、 第１３ａ，１３ｂ図は数本の走査線に沿った滴下位置飛び越しの他の例の説明 図である、 第１４図は１画素市松模様滴下パターンを示す、 第１５図は望ましい支持構造を形成するための３画素ｘ３画素の支持柱の滴下 パターンを示す、 第１６ａ〜１６ｄ図はオーバープリントの例を示す、 第１７ａ、１７ｂ図はオーバープリントを使用したときに起きる問題を示す、 第１８図はオーバープリントによって第１５図に示す画素に滴下したときに得 られる供給領域を示す、 第１９図は支持柱用の他の画素パターンを示す、 第２０図は複合支持構造を示す、 第２１ａ、２１ｂ図はアーチ型の支持構造を示す、 第２２ａ〜２２ｄ図は造形中の材料の飛び越し滴下の実施の形態を示す、 第２３ａ〜２３ｈ図は水平方向および垂直方向の画素オフセットの実施の形態 を示す、 第２４ａ〜２４ｄ図は間隙を隔てた領域間の架橋のリスクを減らした滴下例を 示す、 第２５ａ〜２５ｅ図は物体を複数の部分に分割し、別々に造形した後一緒にす るようにした造形法を示す、 第２６図は望ましい２工程のラスター走査割送りパターンを示す、 第２７ａ〜２７ｅ図は作業面と目標位置の様々な組み合わせを示す、 第２８ａ図は枝分かれ支持構造の一実施の形態の側面図、 第２８ｂ図は枝分かれ支持構造の他の実施の形態の側面図、 第２９ａ〜２９ｅ図は枝分かれ支持構造の一実施の形態の分岐層の平面図、 第３０ａ〜３０ｍ図は枝分かれ支持構造の他の実施の形態の分岐層の平面図、 第３１ａ〜３１ｃ図は枝分かれ支持構造のさらに他の実施の形態の分岐層の平 面図、 第３２ａ〜３２ｄ図は枝分かれ支持構造のさらに他の実施の形態の分岐層の平 面図である。 発明の詳細な説明 既に述べたように、本発明は選択積層造形（ＳＤＭ）システムにおける使用に 適した支持技術および造形技術に関するものである。特に、好ましいＳＤＭシス テムはサーマルステレオリソグラフィー（ＴＳＬ）システムである。好適の実施 の形態について、先ず望ましいＴＳＬシステムを説明する。好ましいシステム、 データ操作技術、システム制御技術、材料の形成および特性等のより詳細は、前 に引用した米国特許出願番号第０８／５３４，８１３号、第０８／５３４，４４ ７号、第０８／５３５，７７２号、第０８／５３４，４７７号および本出願と同 時出願の３Ｄの社内番号ＵＳＡ１４３に記載されている。さらに他の代替可能な システムが前に引用した多数の出願および特許に記載されている。特に、ＳＤＭ 、ＴＳＬあるいは溶融積層造形（ＦＤＭ）に直接関係するか適用可能であるもの として参照したような出願および特許に記載されている。このように、後述の支 持体構造および造形法は、多様なＳＤＭ、ＴＳＬおよびＦＤＭシステムに適用可 能であり、ここで記載されたシステム例に限るものでないと解釈すべきである。 さらに、既に述べたように、これらの支持体構造および造形法は、他のＲＰ＆Ｍ 技術においても有用である。 ＳＤＭ／ＴＳＬを実行する装置の好適な例を第３図に示す。その装置は、材料 供給台１８、供給ヘッド９（例えばマルチオリフィスインクジェットヘッド）を 備え、供給ヘッド９は材料供給台１８、プラナライザ１１および造形台１５上に 位置されている。材料供給台１８はプラナライザ１１および供給ヘッド９を支持 可能な水平な部材である。材料供給台１８は、結合部材１３を介してＸ−ステー ジ１２に摺動可能に結合されている。Ｘ−ステージ１２は、好ましくは、制御コ ンピュータあるいはマイクロプロセッサ（図示せず）により制御され、材料供給 台１８をＸ軸方向すなわち主走査方向に前後動させる。 さらに、材料供給台１８の両側にファン（図示せず）が配され、所望の造形温 度が維持されるよう、供給された材料１４および造形台１５を冷却する空気を垂 直下方向に吹き付ける。ファンおよび／または他の冷却システム用の他の適切な 取付構造としては、気化可能な液体（例えば水、アルコール、溶剤）を物体の表 面に向けて噴射するミスト装置、プラナライザ１１と供給ヘッド９の間に取り付 けられるファンを有する強制空冷装置、および材料供給台から離れて取り付けら れる、固定あるいは可動ファンを有する強制空冷装置があるが、これらに限定は されない。冷却システムは、前に供給された材料を所望の温度範囲内に維持する ように熱を奪う、温度感知装置とコンピュータによって制御される、能動型ある いは受動型技術を含んでもよい。他の冷却方法としては、造形処理中、熱が物体 からより容易に放出されるように、特にＩＲ周波数で、放射黒体として機能する 物質でその材料を加塩処理する方法があるが、これに限定されるものではない。 さらに、他の方法としては、導電性物質を材料に数層ごとに添加する方法、溶剤 を材料に添加する方法、冷却路あるいは冷却のための埋め込み体（例えば編成ワ イヤ）を組み込んで造形する方法、あるいはガラス板あるいはマイラーシート上 に造形する方法等があるが、これらに限定されるものではない。 材料を冷却するか、あるいは少なくとも供給された材料を適切な温度に保つ他 の例としては、上記のように、造形中の物体の上面に温度調節ガス（例えば空気 のような冷却ガス）を吹き付けるとともに、その冷却空気をその表面から除去す る方法がある。この場合には吹付け吸引装置を使用して、吹付けダクト（ガス注 入ダクト）および吸引ダクト（ガス除去ダクト）を交互に前記表面に対して位置 させる必要がある。これらのダクトによって、冷却ガスが過度に暖められて実効 冷却率を低下させる前に、冷却ガスを除去することができる。表面に吹き付けら れるガスは、冷却状態、室温、あるいは他の適切な温度で導入される。適切に形 成すれば、これらの注入ダクトおよび除去ダクトによって、支持体のような壊れ やすい構造物に対する乱流あるいは風による歪みを防ぐために設定されている現 在の許容値より速い速度で走査することができるようになる。これらのダクトは 、造形中の物体と接触する風の実速度が小さくなるように、プリントヘッドの動 きとは逆方向に空気を流すように形成されるのが普通である。プリントヘッドの 動く方向に応じて、各ダクトの吹き付けと吸引を反転してもよいし、あるいは吹 き付け用のダクトと吸引用のダクトをオン、オフさせてもよい。 プリントヘッド９は、例えば熱可塑樹脂あるいはワックス等の材料のようなホ ットメルトインクを噴出するように形成された市販のものであり、プリントヘッ ドの前後動および加速を必要とする３次元造形システムに使用できるように改造 されている。プリントヘッドの改造と同時に、付属の材料タンクを、プリントヘ ッドの加速によってタンク内に残される材料ができるだけ少なくなるように形成 する必要がある。好適な例としては、ニューハンプシャー州ナシュアにあるスペ クトラ社販売の、９６ジェット商用プリントヘッド、モデルＨＤＳ９６ｉ、の材 料タンクを改造したものがある。このプリントヘッドは、前に引用した米国特許 出願第０８／５３４，４７７号記載のマテリアルパッケージング＆ハンドリング サブシステム（図示せず）から流動状態の材料を供給される。望ましい実施の形 態では、各オリフィス（すなわちジェット）が材料滴を所望の位置に供給するよ う適切に配置されている場合、ヘッド上の９６ジェットの全てがコンピュータ制 御され、オリフィスプレート１０を通じて選択的に材料滴を射出する。実際には 、１秒間に約１２、０００から１６、０００の命令が、各ジェットの位置と所望 の材料供給位置に応じて、各ジェットに対し発射する（材料滴を供給）、しない （材料滴を供給しない）を制御するために送り出される。また、実際には、発射 命令は全てのジェットに対して同時に出される。上記の好ましいプリントヘッド はほぼ１００のジェットを有するので、上記発射速度であると１秒間に約１．２ ×１０⁶から１．６×１０⁶の命令をヘッドに出す必要がある。それゆえ、ヘッド はジェットを選択的に発射させ、同時に溶融材料滴をオリフィスプレート１０の １個ないし数個のオリフィスを通って吐出させるようコンピュータ制御される。 もちろん、別の好適実施例においては、ジェット数の異なるヘッドを使用しても よいし、別の発射頻度でも差し支えないし、状況が許せばジェットの発射は同時 でなくても差し支えない。 最も効率よく３次元物体を造形するためには、ジェットが正確に発射すること が必要である。全てのジェットを正確に発射させるか、あるいは少なくとも正確 に発射するジェットの数をできるだけ多くするするため、種々の技術が使用され る。そのような例の１つは、各層の形成後ジェットを検査することである。この 技術は次のステップを含む。１）層を形成する、２）全てのジェットを発射させ て、紙面上にテストパターンのラインを印刷することによりジェットを検査する 、３）ジェットが不発かどうかを光学的に検査する（バーコード走査等により） 、４）ジェットのつまりを除く、５）直前に供給した層をそっくり全部取り除く （後述する好ましいプラナライザを用いて機械的に）、６）つまりを除いたジェ ットを含む全てのジェットで層を再形成する。 ２つ目の例は次の工程からなる。１）層を形成する、２）不発のジェットを光 学的に検出する、３）その不発のジェットによって形成される筈であったライン を再走査する、４）その不発のジェットの使用を、以降の造形工程において中止 する、５）不発のジェットの補償をしながら（不発のジェットによって形成され るべきラインを正常なジェットによってカバーするように走査数を増やして）、 以降の層を走査する。不発のジェットが直ったかどうかを定期的にチェックし、 直っていた場合には復帰させてもよい。また不発のジェットを再生ルーティンに かけて、再生可能かどうかをチェックしてもよい。これは造形中に行うこともで きるし、システムの保守の際に行うこともできる。また、ジェットが正しく発射 しているかどうかを、発射時の圧電素子の電気的特性をチェックすることによっ て判断することもできる。 ３つ目の例は、プリントヘッドの底部から余分の材料をふき取る柔軟な部材を 使用する。この例では、全てのジェットを発射させた後オリフィスプレートを加 熱したゴム(例えば、VITON)ブレードで拭く。そのブレードはそのブレードとオ リフィスプレートが互いに交差するときに互いに接触し、オリフィスプレートか ら余分な材料を絞り出すような作用が生じ、できれば正常でなかったジェットを 復活させるような位置に配されるのが望ましい。さらに、オリフィスプレートと ブレードとが接触しているどの時点においてもオリフィスプレートの一部だけが ブレードと接触し、ブレードからオリフィスプレートにかかる力ができる限り小 さくなるように、オリフィスプレートとブレードとが互いに斜めに配されるのが 望ましい。 オリフィスプレート１０は、材料供給台１８の下面から材料滴が発射されるよ うに材料供給台１８に取り付けられている。そのオリフィスプレートは第４ａ、 ４ｂ図に示されている。望ましい例においては、オリフィスプレート１０（オリ フィス列）は第４ａ図に示すように、主走査方向（Ｘ方向）にほぼ直角に配され 、９６個の（Ｎ＝９６）の個別に制御できるオリフィス１０（１）、１０（２） 、１０（３）・・・ １０（９６）を備えている。各オリフィスは圧電素子を備 えており、その圧電素子は発射パルス信号を受け取ると、圧力波を材料に向けて 発射する。この圧力波によって材料滴がオリフィスから発射される。９６個のオ リフィスは個々のオリフィスに入力される発射パルス信号の入力速度と入力タイ ミングを制御する制御コンピュータによって制御される。第４ａ図において、オ リ フィス間隔ｄは、望ましい例では、約８／３００インチ（約２６．６７ミル、０ ．６７７ｍｍ）である。したかって９６オリフィスでは、オリフィスプレート１ ０の実効長さＤは約（Ｎｘ８／３００インチ）＝（９６ｘ８／３００インチ）＝ ２．５６インチ（６５．０２ｍｍ）である。 物体を精度よく造形するためには、プリントヘッドは、個々の材料滴が個々の 目標落下位置、すなわち、個々の滴が付着すべき位置、に到達するように発射し なければならない。その目標落下位置は、物体の形状を間隔をおいて並べられた 複数の点で表す、データマップないし画素配列によって決定される。個々の材料 滴がその目標落下位置に落下するためには、プリントヘッドは目標発射位置ある いは目標発射タイミングで滴を発射しなければならない。その目標発射位置ある いは目標発射タイミングは目標落下位置に対するプリントヘッドの位置、プリン トヘッドの速度、発射後の粒子の飛行特性によって定まる。 望ましい実施の形態では、プリントヘッド９とオリフィスを目標発射位置に位 置させるためにラスタースキャンを使用する。各層のプリント工程は、目標落下 位置ないし目標発射位置に対するプリントヘッド９の一連の動きによってなされ る。プリントヘッド９が主走査方向へ動くときにプリントがなされるのが普通で ある。次にプリントヘッド９を副走査方向にわずかに動かし（この間材料滴は発 射されない）、次に材料滴を発射しながらプリントヘッド９を主走査方向反対向 きに動かす。この主走査と副走査はその層が形成し終わるまで交互に繰り返され る。 他の望ましい実施の形態においては、主操作中にわずかな副走査が行われる。 主走査方向の走査速度と副走査方向の走査速度の間に大きな差があるため、この 実施の形態においても、主走査方向にほぼ平行で副走査方向にほぼ直角な走査線 に沿って材料滴が供給される。さらに他の望ましい実施の形態では、ベクトルス キャンまたはベクトルスキャンとラスタースキャンの組み合わせが使用される。 各材料滴は各ジェットオリフィスから発射された直後は幅に対して長さが大き いことが分かった。材料滴の長さ／幅比はアスペクト比と定義される。さらに材 料滴のアスペクト比が、材料滴がジェットオリフィスから遠ざかるにしたがって 小さくなる、すなわち球に近づくことが分かった。 いくつかの実施の形態では、オリフィスプレート１０と作業面の間の間隔は、 オリフィスプレート１０から発射された材料滴が作業面にぶつかるときには半球 形になっているのに充分な大きさであるのが望ましい。一方では、この間隔は、 材料滴が作業面にぶつかるまでに飛ぶ距離を決定するものであるが、飛行時間が 長ければ長いほど精度の問題が大きくなるため、できるだけ小さい方がよい。実 際には、オリフィスから射出される材料滴の少なくとも９０％のアスペクト比（ 材料滴の幅を長さで除した値）が約１．３未満、望ましくは約１．２未満、さら に望ましくは約１．０５から１．１となるときに、上記２つの条件が両方とも満 足できるものになることが分かった。 他の望ましい実施の形態では、プリントヘッド９は主走査方向に直角をなさな いように取り付けられる。すなわち、第４ｂ図に示すように、プリントヘッド９ は主走査方向（Ｘ方向）に角度αをなすように取り付けられる。この場合には、 オリフィス間隔はｄからｄ’（＝ｄ ｘ ｓｉｎα）に短縮され、プリントヘッ ド９の実効長さはＤ’（＝Ｄ ｘ ｓｉｎα）に短縮される。この間隔ｄ’が副 走査方向（主走査方向にほぼ直角）の所望のプリント解像力に等しいときの角度 αを「サーベル角(saber angle)」と見なす。 間隔ｄまたはｄ’が所望の副走査方向プリント解像力をもたらさないときは（ プリントヘッドの角度がサーベル角でないとき）、所望のプリント解像力をｄま たはｄ’がその所望の解像力の整数倍となるように選択する必要がある。同様に 、α≠９０°のときには、副走査方向だけでなく主走査方向にもジェット間隔が ある。この間隔ｄ”はｄ”＝ｄ ｘ ｃｏｓαである。これは、主走査方向の所 望の解像力がｄ”の整数分の１であるとき（発射位置が長方形の格子内にあると して）プリント効率が最適になることを示している。言い換えれば、角度αは、 ｄ’およびｄ”を適切な整数Ｍ、Ｐで除すると所望の副走査方向および主走査方 向の解像力が得られるように選択される。上述の望ましいプリントヘッドの向き （α＝９０°）を使用すると、良好な効率を維持しつつ、主走査方向のプリント 解像力を任意のものとすることができる点で有利である。 他の望ましい実施の形態においては、複数のプリントヘッドを使用する。この 場合に、複数のプリントヘッドを長手方向に（副走査方向に）並べてもよいし、 背中合わせに（主走査方向に）並べてもよい。背中合わせの場合には、それぞれ のプリントヘッドのオリフィスは同じラインをたどるように主走査方向に整列し ていてもよいし、互いに副走査方向に位置がずれて異なる主走査ラインに沿って 材料を供給するようにしてもよい。特に、背中合わせのプリントヘッドのオリフ ィスを副走査方向に所望のラスター走査線間隔だけ位置をずらせて走査数を減ら すようにするのが望ましい。他の望ましい実施の形態では、データによって規定 される供給位置は長方形の格子内の画素によらずに他のパターン（例えば、ジグ ザグパターン）で配された画素によって位置決めしてもよい。すなわち、層の一 部または全体に対して、供給すべき領域の個々の特性に応じた部分的画素オフセ ットを得るために、供給位置のパターンが層毎に一部または全体的に変わっても よい。 現在の望ましいプリント技術では、主走査方向には１インチあたり３００、６ ００または１２００滴、副走査方向には１インチあたり３００滴の供給解像力で ある。 第３〜５図において、プラナライザー１１は模様付きの（刻み目つき）の表面 を有する加熱回転（例えば、２、０００ｒｐｍ）シリンダー１８ａを備えている 。そのシリンダー１８ａの機能は先行層の材料の一部を溶融し、移送し、除去し てその表面を平らにし、直前に形成された層を所定の厚みにするとともに、直前 に形成された層の正味の上面高さを所定の高さにすることである。１９はプリン トヘッドによって供給直後の材料の層を示す。回転シリンダー１８ａは材料供給 台１８にその下面からＺ方向に突出して所望の高さで材料層１９と接触するよう に取り付けられている。より重要なのは、プリントヘッドあるいはオリフィスプ レートの下面によって掃かれる面の下方に所定の距離だけ突出するように取り付 けられることである。オリフィスプレート自身が材料供給台１８の下方に突出し ているときには、回転シリンダー１８ａはさらにその下方に突出するように取り 付けられる。例えば、回転シリンダー１８ａはＺ方向にオリフィスプレートの下 方０．５ｍｍから１．０ｍｍ突出する。この回転シリンダー１８ａの材料供給台 １８からの突出量はオリフィスプレート１０と作業面の間の間隔を決定する一因 子である。したがって、ある望ましい実施の形態においては、プラナライザー１ １ のオリフィスプレート１０の下方への突出量が、材料滴のアスペクト比に関して 前述した条件、材料滴の少なくとも９０％のアスペクト比が約１．３未満、望ま しくは約１．２未満、さらに望ましくは約１．０５から１．１となるという条件 、と相反しないようにするのが望ましい。 回転シリンダー１８ａが回転すると、形成直後の層から材料の一部２１を押し のけて、その通った後に平らな面２０を残す。材料２１は回転シリンダー１８ａ の刻み目のある面に付着し、ワイパー２２に接触する。図示のように、ワイパー ２２は回転シリンダー１８ａの表面から材料２１を効果的に掻き落とすように配 されている。ワイパー２２はVITONで形成するのが望ましいが、回転シリンダー １８ａの表面から材料を掻き落とすことができるものであれば、テフロン等の他 の材料で形成してもよい。ワイパーの材料は液化造形材料にぬれ性がなく、回転 シリンダー１８ａとの接触によって短時間で磨耗しない材料であるのが望ましい 。回転シリンダー１８ａから除去された材料は吸引されて加熱通路を通って廃棄 タンク（図示せず）に送られる。廃棄タンクで材料を廃棄してもよいし、リサイ クルしてもよい。その廃棄タンクは常に減圧されており、回転シリンダー１８ａ から連続的に材料を除去するようになっている。タンクが満杯になると、数秒間 、減圧から加圧に切り替えられて、タンク内の廃棄材料がチェックバルブから大 形の廃棄トレイ上に押し出される。タンクが空になると、また減圧され、プラナ ライザー１１からの材料の除去が再開される。実験によれば供給された材料の約 １０から１５％がプラナライザー１１によって除去された。回転、溶融、掻き落 としの３つの組み合わせによって平滑化するのが最も望ましいが、このうちのい ずれか１つで平滑化してもよいし、いずれか２つの組み合わせによって平滑化し てもよい。 本実施の形態では、回転シリンダー１８ａはヘッドが各方向に動く際に単一の 方向に回転する（例えば、２、０００ｒｐｍで）。材料供給台１８が主走査方向 に動く際に材料供給台１８が掃く方向（順方向か逆方向）に応じて回転シリンダ ー１８ａの回転方向を変えてもよい。回転シリンダー１８ａの回転軸をプリント ヘッドの軸から外してもよい。また２個以上の回転シリンダー１８ａを使用して もよい。例えば、回転シリンダー１８ａを２個使用する場合、互いに反対方向に 回転させるようにするとともに、両者を上下動可能とし、材料供給台１８の掃く 方向にかかわらず、常にいずれか一方が平滑化に関わるようにしてもよい。 単一のプリントヘッド１０と単一の回転シリンダー１８ａを使用する場合には 、材料の供給は各列（プリントヘッドの１掃き）毎になされるが、平滑化は１列 置きになされる。すなわち平滑化は一定の方向に行われる。このような条件では 、プリントヘッドの掃く方向が回転シリンダーからプリントヘッドを指す矢印と 同じ方向のときに平滑化がなされる。すなわち、プリントヘッドと回転シリンダ ーが主走査方向に層を横切るとき、プリントヘッドの掃く方向が回転シリンダー がプリントヘッドの後からついていくようなものであるときに、平滑化がなされ る。 他の望ましい実施の形態においては、単一の回転シリンダーと複数のプリント ヘッドを使用する。この場合には、少なくとも１個のプリントヘッドを回転シリ ンダーの各側に配し、両方向に平滑化が行われるようにする。プリントヘッドの 動きと回転シリンダーの動きを切り離し、平滑化と材料供給を独立した動きとし てもよい。この場合、プリントヘッドの運動方向と回転シリンダーの運動方向を 異ならせてもよい。例えば、前者をＸ方向とし、後者をＹ方向としてもよい。ま た、上記のようにプリントヘッドの動きと回転シリンダーの動きを切り離すこと によって、複数の層をまとめて平滑化したり、単一の層の複数のラインをまとめ て平滑化したりすることも可能になる。 第３図に示すように造形台１５が使用される。３次元物体または部品１４がそ の造形台１５上で形成される。その造形台１５はＹステージ１６ａ、１６ｂに摺 動自在に取り付けられており、そのＹステージはコンピュータの制御下に造形台 １５をＹ方向に（副走査方向）前後動させる。その造形台１５はＺステージ１７ にも取り付けられており、そのＺステージはコンピュータの制御下に造形台１５ をＺ方向に（一般に造形中に徐々に下方に）上下動させる。 物体の断面あるいは層を形成するため、Ｚステージは物体１４の、直前に形成 された断面がプリントヘッド９のオリフィスプレート１０の下方所定の距離に位 置するように、造形台１５をプリントヘッド９に対して移動させる。プリントヘ ッド９はＹステージ１６ａ、１６ｂと協働してＸーＹ造形領域を１回ないし数回 掃く（プリントヘッドはＸ方向に前後動し、Ｙステージ１６ａ、１６ｂは造形中 の物体をＹ方向に平行移動させる。）。直前に形成された断面あるいは層とその 支持体が次の層とその支持体用の材料を供給するための作業面を形成する。ＸＹ 方向の平行移動の間に、ジェットオリフィスが先行層に対して、所定の位置でそ れぞれ発射し、物体の次の断面の層を形成するためのパターンで材料を供給する 。この供給過程の途中で材料の一部が上述のようにしてプラナライザー１１によ って除去される。上述のＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動と材料供給と平滑化を繰り返して 、選択的に供給積層された複数の層から物体を造形する。さらに造形台１５は、 一走査が終わった後に材料供給台１８の向きが逆転される間に、Ｙ方向やＺ方向 に位置調節してもよい。 望ましい実施の形態においては、層の形成の際に供給される材料の厚みは所望 の厚さに等しいかあるいはそれよりわずかに大きい。上述のように、余分の材料 はプラナライザーの動作によって除去される。このような条件では、実際に、積 層される層の厚みは各層毎に供給される材料の量によって決定されるのではなく 、各層の形成後に造形台１５が下降される距離によって決定される。造形速度を 上げ、廃棄される材料の量をできるだけ少なくしたいならば、供給工程中に除去 される材料の量をできるだけ小さくすればよい。除去される材料の量が少なけれ ば少ないほど、各層が厚ければ厚いほど、物体の造形速度は速くなる。一方、層 の厚み、すなわちＺ方向の送り量、をあまり大きくし過ぎると、少なくともいく つかの供給位置においては材料の量が不足し始める。この材料の不足は実際の物 理的作業面の位置を所望の位置から逸脱させることになり、平坦でない作業面が 形成されることもある。またその実際の物理的作業面の位置の所望の位置からの 逸脱によって、材料滴の飛行距離が予想より大きくなるために材料滴の落下位置 がＸ、Ｙ方向に狂うこともあり、さらに物体の輪郭が、その位置の狂った作業面 で形成された層を始端または終端として上下方向にずれることもあり得る。その ため、実施の形態によっては、上下方向の送り量を最適とするのが望ましい。 Ｚ方向の最適な送り量を決定するために、積み上げ診断物体を使用することが できる。この技術では、１個ないし数個のテスト物体の層をＺ方向の送り量を順 次大きくしながら積層するとともに、形成される物体の高さを計測し、どの送り 量の時に形成高さ（垂直方向の積み上げ）が所望の値であったか、およびどの送 り量の時に高さが所望の値より小さかったかを決定するのが望ましい。この時、 ある値（すなわち最大許容値）までの層厚（Ｚ方向送り量）の増大は各層の厚み に層の数を乗じた値に等しい物体高さをもたらすと考えられる。層厚の増大が最 大許容値を超えると、得られる物体高さは各層の厚みに層の数を乗じた値より小 さくなると考えられる。さもなければ、診断物体の上面の平滑度が失われること もある。これは、ある材料供給位置には充分な量の材料が供給され、ある材料供 給位置ではそうでないことを示すものである。診断物体を調べることによって、 Ｚ方向の最大許容送り量を実験的に決定することができる。最適なＺ方向送り量 をこの最大許容送り量としてもよいし、それより多少小さい量としてもよい。造 形および支持様式が異なれば垂直方向の堆積速度も異なるので、上記のテストを 造形および支持様式毎に実施し、その異なる様式に共通の最適なＺ方向送り量を 、どの様式の最大許容送り量よりも大きくならないように設定することができる 。 供給ヘッドがある走査線をたどっているときに、その走査線の一区間において のみほぼ定速であればよく、他の区間においては減速されても加速されてもよい 。ジェットの発射の制御方法によって、加速もしくは減速期間中に過剰積み上げ の問題を生じることもあるし、生じないこともある。速度の変化が積み上げ速度 の問題を生じさせる場合には、物体および支持体の形成をプリントヘッドが一定 速である走査線区間のみに制限してもよい。さもなければ、本出願と同時出願の 米国特許出願（３Ｄの社内番号USA143に対応）に記載されているように、加速あ るいは減速区間においても正確な供給ができる発射制御スキームを使用してもよ い。 前述したように、ある望ましい実施の形態では、プリントヘッド９はラスター パターンで走査する。この例が第６図に示されている。図示のように、ラスター パターンは、Ｙ方向（割送り方向、副走査方向）に間隔を置いてＸ方向（主走査 方向）に走る、一連のラスターライン（走査線）R(1)，R(2),・・・R(N)からな っている。ラスターライン間の間隔ｄは、ある望ましい実施の形態では１／３０ ０インチ（約３．３ミル、約８３．８μｍ）である。プリントヘッド９のオリフ ィスも距離ｄだけ間隔をおいて並べられており、そのｄの値は前述のように約２ ６．６７ミル（０．６７７４μｍ）であり、また所望の数のラスターラインはオ リフィスプレート１０の長さ、約２．５６インチ（６５．０２ｍｍ）、より長く 割り 送り方向に延びているため、全てのラスターラインをカバーするためには、プリ ントヘッド９は、作業面上を複数回往復しなければならない。 これは２工程処理で行うのが望ましい。まず最初の工程では、プリントヘッド ９の１走査毎にＹステージ１６ａ、１６ｂを距離ｄだけ副走査方向に割り送りな がら、プリントヘッド９に作業面を主走査方向に８回走査させる。次に、第２の 工程で、Ｙステージ１６ａ、１６ｂをオリフィスプレート１０の長さ（２．５６ ００インチ）＋ｄ_r（０．０２６７インチ）＝２．５８６７インチ（６５．７０ ｍｍ）だけ割り送り、最初の工程を繰り返す。これを繰り返して全てのラスター ラインをカバーする。 最初の１走査では、例えば、プリントヘッド９はラスターラインＲ（１）、Ｒ （９）、Ｒ（１７）・・・をそれぞれオリフィス１０（１）、１０（２）、１０ （３）・・・で走査する。次にＹステージ１６ａ、１６ｂが造形台１５を距離ｄ （１ラスターライン間隔）だけ割送り方向に動かす。次の１走査では、プリント ヘッド９はラスターラインＲ（２）、Ｒ（１０）、Ｒ（１８）・・・をそれぞれ オリフィス１０（１）、１０（２）、１０（３）・・・で走査する。これをこの 後６回繰り返す。すなわちプリントヘッド９の１走査毎にＹステージ１６ａ、１ ６ｂを距離ｄだけ副走査方向に割り送りながら、プリントヘッド９に作業面を主 走査方向に８回走査させる。 この８回の走査からなる第１の工程の後に、さらに形成すべきラスターライン があるときには、前記第２の工程を実行する。この第２の工程では、Ｙステージ １６ａ、１６ｂが造形台１５をオリフィスプレート１０の全長＋ｄ_r、２．５８ ６７インチ（６５．７０ｍｍ）だけ動かす。この後必要ならば、第１の工程と第 ２の工程を繰り返す。上記２工程を繰り返して、所望の全てのラスターラインを 走査する。 この２工程処理の一例が第２６図に示されている。この例は、プリントヘッド が８ラスターライン間隔分の間隔を置いて配された２個のジェットを有している 例である。第１のジェットが位置２０１に位置され、第２のジェットが位置３０ １に位置された状態で走査が開始される。まず、ラスターライン２１１、３１１ がそれぞれ第１、第２のジェットによって矢印の方向に走査される。第１の工程 の一部として、ラスターライン２１１、３１１の走査の後に、矢印２２１、３２ １で示すように１ラスターライン間隔だけ造形台が割り送られる。さらに第１の 工程の一部として、さらに７回のラスタースキャン（ラスターライン対２１２、 ３１２；２１３、３１３；２１４、３１４；２１５、３１５；２１６、３１６； ２１７、３１７；２１８、３１８で示す）をそれぞれ１ラスターライン間隔（矢 印２２２、３２２；２２３、３２３；２２４、３２４；２２５、３２５；２２６ 、３２６；２２７、３２７；２２８、３２８で示す）だけずらしながら行う。ラ スターライン２１８、３１８の走査の直後に、第２の工程を実行し、プリントヘ ッドをラスターラインの方向と長さ２２８、２２９に応じてＹ方向に送る。この 送りの長さはプリントヘッドの幅（この例ではラスターライン８本分の幅）にラ スターラインもう１本分の幅を足したものに等しい。この大きな割り送りの後に 、形成すべき断面の走査を完成するのに必要なだけ第１、第２の工程を繰り返す 。当業者には明らかなように、この２工程処理は上記以外の他の態様でも実行す ることができる。例えば、第２の工程は、矢印２２８、３２８で示すように、Ｙ の正方向に割り送りする替わりに、Ｙの負方向に矢印３３０で示すように大きく （プリントヘッド３幅分からラスターライン１本分の幅を差し引いた分）割り送 りしてもよい。 要するに、この望ましい実施の形態は次の特徴を有するものである。１）割送 り方向のジェット間隔は、割送り方向にほぼ直角なプリント方向に延びる供給ラ インの所望の間隔（ｄ_r）の整数（Ｎ）倍である。２）第１の工程はプリント方 向の複数回（Ｎ）の走査を含む。この場合各走査は供給ライン間の所望の間隔（ ｄ_r）だけ割送り方向にずらされる。３）第２の工程ではプリントヘッド９を、 ジェットが次のＮ本の供給ラインに沿って材料を供給できるように割送り方向に 大きくずらす。この時、前のＮ本と次のＮ本の供給ラインの間はラスターライン １本分開ける。この後必要ならばさらに割送り方向に大きくずらす。最も望まし くは、第２の工程での送り量は両端のジェットの間の間隔と所望の供給ライン間 隔の和、すなわち、ＮｘＪ＋ｄ_r、Ｊはプリントヘッド９上のジェット数、であ る。 上述したように、第２の工程での送り量はこれに限られるものではない。例え ば第２工程での送りは、プリントヘッド幅にジェット間隔の２倍を加えた値から ラスターライン間隔分を引いた分だけの負の方向への（第１工程での割送りと逆 の方向への）送りでもよい。また第２工程における送りを上記正方向への送りと 負方向への送りを組み合わせたり交互に行ったりしてもよい。いずれにしても第 ２工程における送りは第１工程における個々の送りよりも大きい。 他の単一工程あるいは複数工程の送りパターンを使用することもできる。この 時Ｙ方向正および負の両方向の動きを含むものでもよい。これは最初に飛ばされ たラスターラインを走査するときに行われるが、これについては「飛越し（inte rlacing）」と称する技術に関連して詳細に説明する。 いくつかの望ましい実施の形態では、インクジェットの発射は制御コンピュー タもしくは他のメモリーに記憶されている長方形のビットマップ、すなわち画素 配置によって制御される。そのビットマップはメモリーセルの格子からなってお り、その格子においては、各メモリーセルが作業面上の１画素に対応し、セルの 行は主走査方向（Ｘ方向）に延び、列は副走査方向（Ｙ方向）に延びている。行 間隔（Ｙ方向の間隔）は列間隔（Ｘ方向の間隔）と異なっていてもよく、その場 合はＸ方向とＹ方向でデータ解像力が異なることを示している。また他の望まし い実施の形態では、同一の層内もしくは層間で画素サイズが不均一であってもよ い。すなわち画素の位置によって画素の長さと幅のどちらか一方もしくは両方が 異なってもよい。また他の画素配置パターンを使用してもよい。例えば、隣り合 う画素列を画素間隔の何分の１か主走査方向にずらして、各列の画素の中心が隣 の列の画素の中心からずれるようにしてもよい。このずらす量を画素間隔の１／ ２にして各列の画素の中心が隣の列の画素と画素の境界に整列するようにしても よい。また、ずらす量を１／３、１／４等にして、画素パターンが数枚の層毎に 一致するようにしてもよい。さらに、画素の配置を形成すべき物体あるいは支持 構造の形状に応じて変えてもよい。例えば、支持柱間の間隙をまたぐ支持パター ンの一部を形成したり、物体部の下向きの面を形成したりするときには画素の配 置を変えるのが望ましい場合がある。このようなもしくはこれ以外の画素配置の 変更は画素の形状を変えることによっても実行できるし、またＸ方向、Ｙ方向の どちらか一方もしくは両方に画素密度を大きくし、画素発射パターンを全ての画 素位置に対して発射するのではなく、選択された画素位置においてのみ発射する パターンとすることによっても実行できる。そのパターンはランダムでもよいし 、予め定めたものでもよいし、物体部に偏ったものでもよい。 主走査方向のデータ解像力は主走査方向ピクセル(ＭＤＰ)で表される。このＭ ＤＰは単位長さあたりの画素長さあるいは画素数で表される。ある望ましい実施 の形態ではＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ（２６．６７ミル／ピクセル、６７ ７．４μ／ピクセル）あるいは１２００ピクセル／インチである。もちろん、必 要に応じてＭＤＰはいくらでもよい。同様に、副走査方向のデータ解像力は副走 査方向ピクセル(ＳＤＰ)で表される。このＳＤＰは単位長さあたりの画素幅ある いは画素数で表される。ある望ましい実施の形態ではＳＤＰ＝ＭＤＰ＝３００ピ クセル／インチ（２６．６７ミル／ピクセル、６７７．４μ／ピクセル）である 。ＳＤＰはラスターライン間隔に等しくとも等しくなくともよいし、ＭＤＰは各 ラスターライン内の材料滴供給位置間の間隔に等しくとも等しくなくともよい。 ラスターライン間隔は、副走査方向材料滴供給位置（ＳＤＬ）で表され、各ラス ターライン内の材料滴供給位置間の間隔は主走査方向材料滴供給位置（ＭＤＬ） で表される。ＳＤＰ、ＭＤＰと同様に、ＳＤＬ、ＭＤＬも単位長さあたりの材料 滴数あるいは材料滴間間隔で表される。 ＳＤＰ＝ＳＤＬならば、データと材料滴供給位置の間には副走査方向に１対１ の対応があり、画素間隔はラスターライン間隔に等しい。ＭＤＰ＝ＭＤＬならば 、データと材料滴供給位置の間には主走査方向に１対１の対応がある。 ＳＤＬやＭＤＬがＳＤＰやＭＤＰより大きい場合には、データ数より多くの材 料滴を発射する必要があり、そのためには各画素に対して複数の材料滴を発射す るように制御する必要がある。このように余分の材料滴を供給するためには隣接 する画素の中心の間の中間点に材料滴を落とすか（中間滴下、ＩＤ）、あるいは 各画素の中心の上に直接落とすか（直接滴下、ＤＤ）になる。どちらの場合もこ の技術を「オーバープリント」と称し、これによって、材料の積み上げが速くな り、プリントヘッドや物体をゆっくり動かしても同じＺ方向の材料の積み上げが 得られるため、最大走査速度や加速率を含む機械的設計制約が緩和される。ＩＤ オーバープリントと非オーバープリントあるいはＤＤオーバープリントの違いが 第１６ａ図から１６ｄ図に示されている。第１６ａ図は、プリントヘッドが６４ の方向に動いているときの、滴下された１個の材料滴とそれを取り巻く硬化領域 ６２を示している。一方第１６ｂ図は、プリントヘッドが６４の方向に動いてい るときの、同じ硬化領域と１個のデータ点に対してＩＤオーバープリントによっ て２個滴下された材料滴６０、６６を示している。２個の材料滴で満たされた供 給ゾーンは６８で示されている。第１６ｃ図は、同様にＩＤオーバープリントに よって４個滴下された材料滴６０、７０、６６、７２を示しており、供給ゾーン は７６で、走査方向はやはり６４で示されている。第１６ｄ図は、同様な状態の １列の画素７８、８０、８２、８４、８６、８８を示しており、９０はオーバー プリント無しの場合の供給ゾーンの長さを示し、９２は４滴ＩＤオーバープリン トを使用した場合の供給ゾーンの長さを示している。上記のことは、ＩＤオーバ ープリントによって、それが使用されるどの領域も画素約半個分から１個分にわ ずかに足りない分の長さだけ長くなるという仮定の上での話である。もちろん、 オーバープリントによる材料滴の数を増やせば増やすほど、画素領域の垂直方向 の成長が速くなる。 ＳＤＬやＭＤＬがＳＤＰやＭＤＰより小さい場合には、少なくともプリントヘ ッドの所定の走査では、材料滴の発射数をデータ数より減らす必要があり、これ は上述の画素がずれている場合や、画素サイズが不均一な場合に実行される。 Ｎ行ｘＭ列の格子が第７図に示されている。この格子は行Ｒ（１）、Ｒ（２） 、・・・、Ｒ（Ｎ）と列Ｃ（１）、Ｃ（２）、・・・、Ｃ（Ｍ）を備えており、 画素Ｐ（１，１）、Ｐ（１，２）、・・・、Ｐ（Ｍ，Ｎ）がその格子状に配列さ れている。 ある断面を形成するためにはその断面（支持部も含めて）を表すデータがまず ビットマップにロードされる。ここで、いくつかの望ましい実施の形態において そうであるように、物体部も支持部も同じ材料で形成されると仮定する。ある画 素位置に材料を供給すべきときには、その画素位置に対応するメモリーセルにフ ラグを立てる（例えば２進数字”１”をロードする）。また材料を供給しない画 素位置に対応するメモリーセルには反対のフラグを立てる（例えば２進数字”０ ”をロードする）。複数の材料を使用する場合には、各画素に対応するセルには 材料を供給すべきかどうかだけでなく、供給すべき材料の種類をも表すフラグを 立てる。データ操作を容易にするために、物体部あるいは支持部を規定する圧縮 データ（例えば、本出願と同時出願の米国特許出願Ｎｏ． （３Ｄシステ ム社内番号ＵＳＡ１４３に対応）に記載されているように、各ラスターラインに 沿った供給位置と非供給位置を示すＲＬＥデータ）を所定の領域に使用する充填 パターンの記述（例えば、社内番号ＵＳＡ１４３に記載されているスタイルファ イル情報）とブールし(boolean)、ジェット発射用の最終的なビットマップ表現 を得るようにしてもよい。ジェットの実際の制御は、発射制御系に効果的にデー タを伝達し得るようにスキュー(skew)等の変更を加えたビットマップによってな される。この点については上記３Ｄシステム社内番号ＵＳＡ１４３に対応する米 国特許出願により詳細に記載されている。そこで、前述のようにして、格子を形 成している各ラスターラインにそれぞれのオリフィスが割り当てられる。そして 、ビットマップ内の対応するセルのフラグに応じて、材料滴供給位置ないし画素 位置に対応する発射位置において発射するかどうかが各オリフィスに指示される 。 上述のように、プリントヘッド９は様々な解像力で材料滴を供給することがで きる。本発明のいくつかの望ましい実施の形態ではＳＤＰ＝ＳＤＬ＝３００ピク セル（滴）／インチである。またいくつかの望ましい実施の形態では、ＭＤＬは ＭＤＰを固定したまま３つの異なる値をとることができる。１）ＭＤＬ＝３００ 滴／インチ、ＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ ２）ＭＤＬ＝６００滴／インチ 、ＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ ３）ＭＤＬ＝１２００滴／インチ、ＭＤＰ ＝３００ピクセル／インチ。ＭＤＬ／ＭＤＰ比が１より大きいときには、画素の 中心と中心の間の中間位置において余分の材料滴を供給する（ＩＤオーバープリ ント）。現在のところ望ましいプリントヘッドと材料では、材料滴１滴の体積は 約８０から１００ピコリットルであり、これはおおよそ径２ミル（５０．８μｍ ）の材料滴を形成する。現在のところ望ましいプリントヘッドでは、最大発射頻 度は約２０Ｋｈｚである。比較のために、１３ｉｐｓ、１２００ｄｐｉの発射率 では、発射頻度が１６Ｋｈｚとなり、これは許容範囲内である。 ある望ましい実施の形態では、データ操作、データ転送およびメモリーのロー ドを容易にするために、造形スタイルは物体データと別個に定義される。この点 に関して、上述のように、物体を表すデータが、造形スタイルを画素毎に表す情 報とブール演算され（例えば論理積をとり）、各供給位置において供給パターン を画素毎に表す表現が得られる。例えば、完全に中実なパターンを２回の走査で 形成すべき時には（例えば２工程パターン）、物体データと、材料滴を供給すべ き（光ベースのステレオリソグラフィーにおける選択的硬化に例えて”供給”と いうよりは”光照射”と言った方が分かり易いかも知れない）画素を表す一方の 造形スタイルパターンとでブール演算する（例えば論理積をとる）。ここで得ら れる変更された画素データは後でジェットの発射制御に使用することができる。 次に、物体データともう一方の造形スタイルパターンとでブール演算し（例えば 論理積をとり）、ジェットの２回目の発射を制御する変更された画素データを得 る。他の望ましい実施の形態では、物体データと支持体データは生成後直ちに関 連づけられて造形スタイルデータが形成される。また他の望ましい実施の形態で は、造形スタイル情報は画素シフト情報、画素サイズ情報、オーバープリント情 報、各画素位置に供給するための優先走査方向、平滑化方向、回転順位等をも含 んでいてもよい。ここでいう造形スタイルは次のようなことによって装置の性能 を高める。１）造形速度を速くする。２）造形される物体の精度を上げる。３） 表面仕上げを向上させる。４）物体内の応力や歪みを減らす。５）これらのいく つかが同時に得られる。 選択積層造形装置における大きな問題は、材料供給の信頼性を確保すること、 より具体的には供給された断面の層厚を均一にすることである。もう１つの問題 は、全ての造形スタイルに対して層厚を一定にすることである。インクジェット を使用する場合は、その信頼性の問題は、特に、ジェットの”失火”の形を取る 。複数のジェットを使用する場合には、ジェットの発射方向の不揃い、ジェット 間での発射量の不均一、各ジェットの時間による発射量のばらつき（これは比較 的程度が低い）に関する問題がある。 断面の層圧のばらつきの問題は他の現象からも生じる。例えば、発射された材 料滴が作業面に達するまでには飛行時間がある。ジェットから発射されるときに は材料滴には下方への初速成分が与えられるが、ジェットが主走査方向に動いて いるため、材料滴は水平方向の速度成分も有する。材料滴がジェットを離れると 、材料滴には重力、粘性抵抗、表面張力等の様々な外力、内力が作用する。この よ うな初期条件および力のために材料滴が発射された位置の下の作業面の部分に直 接落下することはほとんど無く、その理論的落下点から離れた位置、通常はプリ ントヘッドの運動方向に離れた位置に落下する。言い換えれば、発射位置と落下 位置は同じＸーＹ座標を持たず、互いにずれる。この水平方向のずれは上述の要 因だけでなく、各水平位置（例えば、Ｘ方向位置やＹ方向位置）におけるオリフ ィスプレート１０と作業面の垂直位置（例えばＺ方向位置）の間の距離に依存す る。上述のように垂直位置の変動は様々な理由で発生する。例えば、同一の断面 内の異なる部分の形状の差（材料の展りの多少が層の厚さの大小になる）によっ ても発生する。またある空間パターンに対する供給の時間的な順番（隣接する画 素位置に先に供給された材料がその方向への材料の展りを規制する）によって発 生することもある。 前述したように、本発明を実施する望ましい装置では供給された各断面の高さ を均一にするために平滑化を行うが、その場合、正味の層の厚さは、連続した２ つの層の平滑化面のＺ方向高さの差に由来する。もし平滑化によって、完全に滑 らかで全体的に平らな層を形成することが必要であるならば、平滑化工程と次の 平滑化工程の間のＺ方向送り量を、層全体の各点における最小積み上げ厚さ以下 にしなければならない。もしあるジェットの発射力が弱いと（あるいは発射しな いと）最小積み上げ厚さが正味の層厚を所望の厚さよりはるかに小さいものとす る（ほとんどゼロもしくはゼロ）ことがあり、これによって造形時間が期待より はるかに長くなることがある。この問題に対処するためのいくつかの技術を以下 説明する。他の望ましい実施の形態においては、平滑化を層１枚毎に行うのでは なく、何枚か毎に行う。例えば、平滑化を１枚置き、２枚置きあるいはそれ以上 置きに行ってもよい。また、どの層をあるいは層のどの部分を平滑化するかを物 体の形状によって定めてもよい。飛行時間補正 前述のように、材料滴が作業面上の所定の位置に確実に落下するのを確保する 際の１つの問題として、材料滴が飛行している時間（飛行時間）がある。飛行時 間が常に一定であり、ずれの方向と量が常に一定であるなら、発射位置の座標と 実際の供給位置の座標がずれるだけであるから、飛行時間の問題は起きない。し かしながら３次元物体を形成するときには、一般にはプリントヘッドが主走査方 向正負の両方向に動いている状態で（そして場合によっては主走査方向と副走査 方向を入れ替えたいこともある）材料を発射することが望まれる。したがって、 走査中にプリントヘッドと作業面の相対移動の方向が変わる（逆になる）から、 ずれ方向が変化（逆になる）することになる。この問題はプリントヘッドが所望 の供給位置の真上に来る前に発射信号を発生させることによって簡単に対処でき る。この発射タイミングの補正は「飛行時間補正」として知られている。飛行時 間の補正は補正係数を各方向の走査に別々に使用することによって行ってもよい し、単一の補正係数を一方の方向の走査に使用して、補正した方向の走査による 供給位置を補正していない方向の走査による供給位置に一致させるようにして行 ってもよい。飛行時間の補正は様々な方法で行うことができる。例えば、各ラス ターラインの始点において最初の発射位置（Ｘ方向位置）を適切に決定し、その 最初の発射位置を基準にしてそのラスターラインの全ての画素に対する発射位置 を決めてもよい。第２７ａ図〜２７ｅ図には発射位置、材料滴位置および飛行時 間の関係が示されている。なお各図において同じ要素には同じ番号を付した。第 ２７ａ図には、発射位置４０４ａ、４０４ｂの両方が所望の材料滴位置４０２と 一致している場合（飛行時間補正係数が使用されていない場合）が示されている 。４０４ａはプリントヘッドが４０６ａで示すようにＸの正方向に動いていると きの発射位置を示し、４０４ｂはプリントヘッドが４０６ｂで示すようにＸの負 方向に動いているときの発射位置を示す。４０８ａ，４０８ｂは発射位置４０４ ａ，４０４ｂを離れた後、材料滴が通る公称経路である。その公称経路４０８ａ 、４０８ｂは材料滴を実際の材料滴位置４１０ａ、４１０ｂに導き、そこで材料 滴は作業面にぶつかり、つぶれた材料滴４１２ａ、４１２ｂが形成される。互い に逆方向に走査されているときに発射される２つの材料滴の経路の交差点（すな わち焦点）が４１４で示されている。層全体に対する交差点によって画成される 面を焦点面と称する。４１６ａ、４１６ｂは発射位置と所望の材料滴位置の間の Ｘ方向のずれを表す形で使用される飛行時間補正係数である。材料滴の実際の落 下位置と所望の材料滴位置が一致しているかどうかが、その補正係数が適切であ るかどうかを決定する。第２７ａ図から明らかなように、材料滴は互いに離れる 方向 に動き、得られるつぶれた材料滴は作業面上で重ならず、これによって、Ｚ方向 の積み上げが小さくなるとともに、材料の供給位置がＸ、Ｙ方向に不正確になる 。第２７ｂ図は、小さな飛行時間補正係数４１６ａ、４１６ｂを使用した場合を 示している。この場合には焦点の位置は所望の材料滴位置の上方にあり、つぶれ た材料滴４１２ａ、４１２ｂの位置は第２７ａ図の場合に比べて接近している。 もし飛行時間補正係数がより大きければ、つぶれた材料滴４１２ａ、４１２ｂは 重なり、Ｚ方向の積み上げが大きくなる。第２７ｃ図は使用された飛行時間補正 係数がつぶれた材料滴４１２ａ、４１２ｂを最も精度よく位置させた場合を示し ている（つぶれた材料滴４１２ａの厚みが落下距離４１８に比べて小さく、また 入射角が大きすぎないと仮定して）。最も望ましい飛行時間補正係数がＺ方向の 積み上げが最大になるかどうかを基準にして定められるならば、第２７ｃ図の状 態が最も望ましい。第２７ｄ図は、使用した飛行時間補正係数４１６ａ、４１６ ｂが第２７ｃ図で使用したものよりわずかに大きいが、なお材料滴の重なりによ ってＺ方向の積み上げの増加がある場合を示している。この場合も材料滴のＸ方 向の位置精度は許容できるものであり、焦点４１４の位置は所望の作業面および 実際の作業面の幾分下方にある。第２７ｅ図に示す場合には、さらに大きな飛行 時間補正係数をしようした場合であり、この場合には材料滴のＺ方向の重なりが 無く、Ｚ方向の積み上げが最小になり、焦点の位置は所望の作業面よりさらに下 方になる。 飛行時間に対する粘性抵抗と重力の影響を無視すると、飛行時間補正値（時間 ）は、オリフィスと作業面の間の距離を、材料滴が供給される際の下方への速度 （距離／時間）で除したものに等しくなる。しかしながら粘性抵抗は重要な因子 であると考えられる。例えば、ある望ましい実施の形態ではプリントヘッドの走 査速度は約１３インチ／秒、オリフィスプレートと作業面の距離は約０．０２０ インチ、垂直方向の発射初速は２００から３６０インチ／秒台であると考えられ る。粘性抵抗等の摩擦抵抗を無視すると、このような初期条件の下では、発射位 置と実際の材料滴落下位置の間のずれは約０．８から１．３ミルであると思われ る。しかしながら上記のような初期条件の下では、実際には発射位置と実際の材 料滴落下位置の間のずれは約２ミルであることが確認されている。 適切な補正値は、各方向に走査したときの材料滴の落下位置をＸ方向に同一と する試みを、補正値を変えながら両材料滴の落下位置が一致するまで行うことに よって実験的に容易に決定できる。上述のように、ある望ましい実施の形態では 最も適切な飛行時間補正値は両材料滴の落下位置が一致する値である。上記の例 でいうと、粘性抵抗を無視した場合には、飛行時間補正係数は約６０から１００ μＳになるが、実際には約１５０から２００μＳがより適切であることが分かっ ている。 他の望ましい実施の形態においては、最も適切な飛行時間補正係数は最も精度 のよい落下位置を得られる値（焦点位置が作業面上にある値）には設定されずに 、最も精度のよい落下位置が実際の作業面のやや下方で得られるような値（焦点 が作業面の下方になるような値）に設定される。このような実施の形態は”面外 しねらい(off surface targetting)”の実施の形態と称する。この意味では、垂 直方向の積み上げ速度が最大であり、Ｘ方向の落下精度が最もよいであろう時に 、的中精度が最高であるということになる。第２７ｄ図は、このような面外しね らいの実施の形態の場合のねらいの例について示している。このような面外しね らいの実施の形態は、所望の作業面と実際の作業面を同一高さに保つ成分を使用 せずに（例えば、プラナライザーや、表面高さ検出装置と調節装置のような手段 を使用せずに）造形する場合に特に有用であると考えられている。 この面外しねらいの実施の形態の特徴はＺ方向の積み上げが自動的に補正され ることである。連続する層の形成時のＺ方向の送り量がある一定の範囲内にあっ て、供給パターンが、材料が上に積み重なるだけでなく水平方向にも展がること ができるようなパターンであるならば、ある層においてＺ方向の積み上げが多過 ぎた場合にはその層の次の１層もしくは数層の積み上げが減り、それによって結 局正味の積み上げは焦点位置を実際の作業面のやや下方に維持するようなものと なる。一方、連続する層の形成時のＺ方向の送り量がある一定の範囲内にあって 、供給パターンが、材料が上に積み重なるだけでなく水平方向にも展がることが できるようなパターンであるならば、ある層においてＺ方向の積み上げが少なか った場合にはその層の次の１層もしくは数層の積み上げが増え、それによって結 局正味の積み上げは焦点位置を実際の作業面のやや下方に維持するようなものと な る。望ましいＺ方向の送り量については後に説明する。 この自動補正の機能については第２７ｃから２７ｅ図を比較すると理解できる 。材料の供給を開始する際に（例えば造形台上に）、飛行時間補正係数を、第２ ７ｄ図に示すように、焦点位置が実際の作業面のやや下方になるように（第２７ ｃ、２７ｅ図のようにはならないように）選択する。ここで最初の層を形成する ときに、使用されたＺ方向送り量に対して積み上げが少なかったとすると、次の 供給時の実際の作業面はその時の焦点面に対して相対的に低くなる（但し、Ｚ方 向送り量が大過ぎない限り、前者は後者の上方にある）。これは結果として、次 の層の形成時の材料滴の重なりを大きくし、第２７ｃ図に示すように積み上げ厚 みを増大する。もし第２の層の形成後も正味のＺ方向の積み上げが低い場合には （２回分のＺ方向送り量に対して）、第３の層の供給時の実際の作業面はさらに 焦点面に近くなる。これによってＺ方向の積み上げが増大し、正味の積み上げ厚 みをさらにＺ方向の送り量に近づける。一方、もし第２の層の形成後に正味のＺ 方向の積み上げが２回分のＺ方向送り量に対して大過ぎるときには、第３の層の 供給時の実際の作業面は焦点面から遠くなり、これによってＺ方向の積み上げが 減少し、正味の積み上げ厚みをＺ方向の送り量に近づける。これが第２７ｅ図に 示されている。 焦点面が適切に実際の作業面の下方にあり、Ｚ方向送り量が積み上げ速度に合 わせて適切に選択され、物体部と支持部の形成が非中実方式（直接は材料が供給 されない画素位置も存在する方式）で行われる場合には、装置は安定し、支持部 と物体部の両方がプラナライザーが無くとも垂直方向に精度よく形成できる。当 然、それでも必要ならばプラナライザーを使用してよい。これらの実施の形態を 良好に作動させるためには、Ｚ方向送り量を、材料滴の落下位置精度が最高であ るとき（例えば、第２７ｃ図の状態）の各層における積み上げ量の平均と材料滴 の重なりがないとき（例えば第２７ｅ図の状態）の各層における積み上げ量の平 均の間の値になるように設定するのが望ましい。さらに、層の厚さが材料滴の落 下位置精度が最高であるとき（例えば、第２７ｃ図の状態）の焦点面と材料滴の 重なりがないとき（例えば第２７ｄ図の状態）の焦点面の間の距離より相当小さ いのが望ましい。 上述のようにこれらの望ましい実施の形態の内のあるものでは、材料滴の落下 位置精度の高低に基づいて、材料が単に垂直方向に積み上がるだけでなく水平方 向に展開する余地を与え、それによってＺ方向の積み上げが自動的に補正される ようにする。ある実施の形態では、中実な層と市松模様の層(checkerboard laye r)を交互に形成することによって物体を形成する。また他の実施の形態において は、中実な外側面と、物体の内側領域の開口構造（例えば市松模様の層、オフセ ットした市松模様の層）とを形成することになる。他の適切な造形パターンはテ スト物体の造形と解析によって実験的に決定することができる。 面外しねらいの実施の形態のあるものでは、最も望ましい初期目標面／焦点面 位置は第２７ｃ図におけるものと第２７ｅ図におけるもののほぼ中間である。こ のための一つの方法は、仮説的な焦点を無視して、飛行時間を中心にして考える ことである。飛行時間補正値は、上述の最適な飛行時間補正値より大きく、落下 した材料滴が互いに接するが重なりはしないような飛行時間補正値より小さく設 定してよい。飛行時間補正値を上記両端のほぼ平均値となるように設定するのが 最も望ましい。 面外しねらいの実施の形態のあるものは、物体部や支持部の複数の部分をその 層形成後の高さが異なるように同時に形成するのに使用されることがある。この 高さを故意に変えて形成する実施の形態では、ＳＭＬＣ技術のように、前述の米 国特許出願No.０８／４２８，９５１や他の前述の米国特許や米国特許出願の一 部に記載されているデータ操作技術を使用するのが有利である。 飛行時間に関する前述の問題だけでなく、修正した飛行時間補正係数を使用す ることによって補正できる問題が他にもある。例えば、垂直方向の積み上げを大 きくするために、ＩＤオーバープリント技術を使用すると、ある走査線は一方の 方向に延長され、他の走査線は逆の方向へ延長されるため、互いに逆方向への走 査によって形成される走査線整列しなくなる。この状況が第１７ａ、１７ｂ図に 示されている。第１７ａ図は方向６４、１０４の２本の走査線上の２点６、１０ ０を示している。領域６２、１０２は点６０、１００に対して供給された材料の 展開を示している。第１７ｂ図は点６０、１００に対して４回のオーバープリン ト（画素１個につき４個の材料滴を発射）をしたときの状況を示している。７ ６、１０６はその時の材料滴の展開を示すものである。同図から明らかなように 、オーバープリントの方向が異なるために、２本の走査線がずれてしまう。この ずれは、異なる走査線を整列させることができるように実験的にあるいは可能な らば理論的に決定される追加の飛行時間補正係数を使用することによって補正で きる。もちろんこのような補正によって、走査線に沿った物体形状を長くしてよ いというものではない。 この２つの問題を回避できる他の補正方法では、与えられた画素の走査方向に 見て遠い方の側が材料の供給を必要とする画素に接しているかどうかを検知する 。すなわち走査方向に見て遠い方の側が材料の供給を必要とする画素に接してい ない画素についてはオーバープリントを施さない。また他の方法では、前述の米 国特許出願No.08/474,730、08/480,670記載されている、光ベースのステレオリ ソグラフィーにおいて、各走査線が供給から非供給に変化する点においてのみ使 用されるライン幅補正と同様な材料滴幅補正によって、走査線の延長を補正する 。近似的な補正として、このような”端点”を単純に供給パターンから削除して 、その点を直前の画素のＩＤオーバープリントによってその半分から全部をカバ ーするようにしてもよい。さらに他の例として、飛行時間補正データをシフトさ せて、補助画素供給(subpixeling deposition)を実行してもよい。 飛行時間補正係数は、上述の目的とはやや反対の目的のために様々に使用する ことができる。例えば、改良された造形技術を実行するために、画素と画素の間 の位置（補助画素）に材料を供給するのに飛行時間補正係数を使用することがで きる。この技術は下向きの面の形成、支持体の形成と配置、垂直方向の材料の積 み上げの増大、解像度の増大等を図るのに使用される。望ましい実施の形態では 、改良された造形は１回または複数回の走査で実行される。材料滴幅補正 材料滴幅補正（供給幅補正）を行って物体データを補正するのが望ましい場合 がある。材料滴の幅が少なくともある程度画素の幅ないし長さより大きい時には 、補正（内側に丸１画素分あるいは数画素分ずらすことによって）によって精度 を高めることができる。この方法は、上記および下記のどの実施の形態とも組み 合わせることができる。材料滴幅が画素幅（ないし長さ）の２倍に近づくかある い は２倍より大きくなるに連れて、１個ないし複数個の画素分のオフセットによっ て精度がますます上がる。材料滴幅補正は米国特許出願No.08/475,730、08/480, 670に開示されている技術等に基づいて行うことができる。あるいは、画素ベー スの間引き(erosion)手法を使用してもよい。ある実施の形態では、画素ベース の間引きはビットマップを複数回通過させてある基準を満たす”中実な”画素を ”中空な”画素に変換する。 ある実施の形態では次の工程を含む。１）ビットマップを最初に通すときには 、右側が”中空な”画素に接している”中実な”画素は全て”中空な”画素に変 換する。２）２回目に通すときには、左側が”中空な”画素に接している”中実 な”画素は全て”中空な”画素に変換する。３）３回目に通すときには、上側が ”中空な”画素に接している”中実な”画素は全て”中空な”画素に変換する。 ４）４回目に通すときには、下側が”中空な”画素に接している”中実な”画素 は全て”中空な”画素に変換する。工程（１）から（４）の順番を変えてもよい 。画素１個分より大きい間引きが必要なときには、所望の減量が得られるまで工 程（１）から（４）を繰り返す。このような実施の形態によれば相応な材料滴幅 補正が得られるが、中実な角部（物体の角に限らず、Ｘ軸、Ｙ軸のいずれにも平 行でない縁も含めて）の画素が、Ｘ軸、Ｙ軸のいずれかに平行な境界部分の画素 に比べて速く除去されるという欠点がある。 その間引き速度の差を解消しようと試みる実施の形態は次のような工程を含む ことになると考えられる。１）ビットマップを最初に通すときには、右側が”中 空な”画素に接しているとともに他の側が全て中実な画素に接している”中実な ”画素は全て”中空な”画素に変換する。２）２回目に通すときには、左側が” 中空な”画素に接しているとともに他の側が全て中実な画素に接している”中実 な”画素は全て”中空な”画素に変換する。３）３回目に通すときには、少なく とも上側が”中空な”画素に接している”中実な”画素は全て”中空な”画素に 変換する。４）４回目に通すときには、少なくとも下側が”中空な”画素に接し ている”中実な”画素は全て”中空な”画素に変換する。工程（１）から（４） の順番や変換の条件を変えてもよい。画素１個分より大きい間引きが必要なとき には、所望の減量が得られるまで工程（１）から（４）を繰り返す。これらの実 施の形態によれば角部における過剰な減量を抑えることができる。 他の実施の形態では、間引き条件を画素の２つの側が”中空な”画素に接して いるか、３つの側が”中空な”画素に接しているか、４つの側が”中空な”画素 に接しているかによって設定される。またさらに他の実施の形態では、それまで に何回ビットマップを通したかによって間引き条件を変更する。また他の実施の 形態では、元々の断面あるいは部分的に補正されたビットマップとのブール比較 と間引きを組み合わせて、材料滴を供給すべき画素の最終的なビットマップ表現 を導く。減量を促進するとともに物体の形状の維持を強化しつつ画素を間引きす るための他の様々な実施の形態およびアルゴリズムを考えることは、以上の説明 に照らして当業者には容易であろう。 画素のＸ方向の寸法とＹ方向の寸法が大きく異なるときには、材料滴幅補正は Ｘ、Ｙ両方向ではなくその内の一方の方向にのみ行えばよい。このような状況で は、上述の実施の形態と同様な実施の形態を使用して上述の工程の一部のみを各 間引きに対して行えばよい。Ｘ、Ｙ両方向あるいはその内の一方の方向に補助画 素オフセット量を使用して、供給幅補正を利用することもできると思われる。ランダム化 ランダム化として知られる技術（方法および装置）を造形工程に取り入れるこ とができる。この技術は、上記および下記のどの実施の形態とも組み合わせるこ とができる。この技術では、２つの連続する断面における材料供給方法を変える 。これによって、層を横切る方向に材料の積み上げがより均一になり、その結果 個々の層の厚みを大きくすることができ、造形時間の短縮につながる。さらにこ の技術によって、適切に発射しないジェットの影響を小さくすることができる。 供給方法はいくつかの方法で変えることができる。例えば、１）ある層のある部 分に材料を供給するジェットを直前の層の同じ部分に材料を供給するジェットと 異なるものとする。２）層のある部分に対する供給の時間的あるいは空間的順番 を他の部分と異なるものとする。３）これらの組み合わせ、例えば、「主走査の 方向と向きのどちらか一方あるいは両方を変える」と「副走査の方向と向きのど ちらか一方あるいは両方を変える」の一方または両方。材料の供給を層毎に変え るのは完全にランダムでもよいし、周期的でもよいし、あるいは何らかの規則に 従 ってもよい。類似の技術が光りベースのステレオリソグラフィーに既に用いられ ているが、目的が全く異なる。（上述の米国特許出願No.08/473,834の「交互順 序付け」参照。 供給方法を変える具体的な実施の形態について以下説明する。現在のところ望 ましいランダム化技術では主走査方向および副走査方向の向きはそのままとし、 ２つの層の対応する走査線に沿って材料を供給する材料供給手段（例えばジェッ ト）を変える。言い換えれば、第１の層の特定の走査線を走査するのに第１の供 給手段を使用し、次の層のその特定の走査線（第１の層の前記特定の走査線の真 上の走査線）を走査するのに第２の供給手段を用いる。ある望ましい実施の形態 では、層毎のその特定の走査線が、異なるジェットに曝され（材料を供給され） 、９６個のジェットのそれぞれがその特定の走査線に材料を供給し終わって、９ ６枚の層が形成されると、初めのジェットに戻って、同じことを繰り返す。この 実施の形態は”全ヘッドランダム化”の例である。他の実施の形態では”半ヘッ ドランダム化”が望ましい。この半ヘッドランダム化によって、各断面について の走査数を減らすことができる。現在のところ望ましい９６ジェットのヘッドを 使用する場合には、各位置には、１番目から４８番目のジェットからなるジェッ ト群と、４９番目から９６番目のジェットからなるジェット群の一方の群のジェ ットからランダムに材料が供給される。 次に第４ａ図と、第６図を参照して全ヘッドランダム化の実施の形態について より詳細に説明する。ある層において、オリフィス１０（１）が走査線Ｒ（１） 〜Ｒ（８）に沿って材料を供給するのに使用され、オリフィス１０（２）が走査 線Ｒ（９）〜Ｒ（１６）に沿って材料を供給するのに使用され、オリフィス１０ （３）が走査線Ｒ（１７）〜Ｒ（２５）に沿って材料を供給するのに使用され、 オリフィス１０（４）が走査線Ｒ（２６）〜Ｒ（３３）に沿って材料を供給する のに使用され、以下同様とする。次の層に対しては、各オリフィスが最初の層と 同じ走査線に沿っては供給しないように、このオリフィスと走査線の振り分けが 変えられる。例えば、次のような振り分けにされる。オリフィス１０（１）：走 査線Ｒ（２５７）〜Ｒ（２６４）、オリフィス１０（２）：走査線Ｒ（２６５） 〜Ｒ（２７２）、オリフィス１０（３）：走査線Ｒ（２７３）〜Ｒ（２８０）、 以下同様。 他の実施の形態では、２つの層の形成の間に、造形中の物体とプリントヘッド の少なくとも一方を他方に対してある角度だけ（例えば、３０°、６０°、９０ °）回転させて、主走査および副走査の向きを前の層の時の向きと変える。これ によって、これから形成すべき層に対してどのジェットから供給される材料も、 直前に形成された層の他のジェットから供給された材料上に主に供給されること になる。これが第８図に示されている。第８図において、Ｒ₁（１）、Ｒ₁（２） 、Ｒ₁（３）、Ｒ₁（４）、・・・・、Ｒ₁（Ｎ−３）、Ｒ₁（Ｎ−２）、Ｒ₁（Ｎ −１）、Ｒ₁（Ｎ）は第１の層の走査線を示し、Ｒ₂（１）、Ｒ₂（２）、Ｒ₂（３ ）、Ｒ₂（４）、・・・・、Ｒ₂（Ｎ−３）、Ｒ₂（Ｎ−２）、Ｒ₂（Ｎ−１）、Ｒ₂ （Ｎ）は第１の層の走査線に対して９０°回転した次の層の走査線を示す。こ の回転量は層毎に変えてもよいし、一定でもよい。またこの回転角度は、この回 転を充分な数の層に対して続けた後、元に戻って各ジェットが前と同じ走査線に 沿って材料を供給するようになるように選択してもよい。またこの回転角度をど のジェットも前と同じ走査線に沿って材料を供給することがないように選択して もよい。 他の実施の形態においては、ある走査線から他の走査線に移行する（副走査方 向に）順序を変える。これが第９図に示されている。第９図において、第１の層 に対する材料の供給は矢印Ｒ_3pで示すように、１番上の主走査線Ｒ₃（１）から 始めて、Ｒ₃（２）、Ｒ₃（３）、・・・・、Ｒ₃（Ｎ−２）、Ｒ₃（Ｎ−１）と進 み一番下の主走査線Ｒ₃（Ｎ）で終わる。次の層に対する材料の供給は１番下の 主走査線Ｒ₄（１）から始めて、Ｒ₄（２）、Ｒ₄（３）、・・・・、Ｒ₄（Ｎ−２ ）、Ｒ₄（Ｎ−１）と進み一番上の主走査線Ｒ₄（Ｎ）で終わる。すなわち矢印Ｒ_4p で示すように、次の層に対しては、第１の層におけるのと反対方向に走査線が 移行する。 第１０ａ、１０ｂ図に示す他の実施の形態においては、２つの層の対応する走 査線上におけるプリントヘッドの移動の向きが互いに逆にされる。第１０ａ図は 第１の層におけるプリントヘッドの移動の向きを示しており、走査線Ｒ₅（１） 、Ｒ₅（３）ではプリントヘッドは左から右に動き、走査線Ｒ₅（２）では右から 左に動く。第１０ｂ図は次の層ではプリントヘッドの移動の向きが逆転すること を 示しており、第１０ｂ図の走査線Ｒ₆（１）、Ｒ₆（２）、Ｒ₆（３）は走査線Ｒ₅ （１）、Ｒ₅（２）、Ｒ₅（３）とそれぞれ重なる。また走査線Ｒ₆（１）、Ｒ₆（ ３）ではプリントヘッドは右から左に動き、走査線Ｒ₆（２）では左から右に動 く。 上述の各技術の組み合わせも含めて、他の多くのランダム化パターンが使用で きる。選択されたランダム化技術によっては、主走査数が増えることになり、全 積層時間が長くなる。しかしながらこの問題点より、均一に層が形成できるメリ ットの方がはるかに大きい。さらに、供給温度が高い場合には（材料に流動性を 与えるために）、熱を除去することが大きな問題になるが、主走査数が増えるこ とによって、次の層の供給の前に余分に材料を冷やすことができる。滴下位置オフセット 上述のように、オフセットした走査線や走査線に沿った滴下位置のオフセット を使用することによって、改良できる造形技術がある。このオフセット技術は前 述のランダム化技術と組み合わせて使用することができるが、２つの層の互いに 対応する走査線および滴下位置は互いにずれてもよい。さらにこの技術は上記お よび下記の他の実施の形態と組み合わせて使用することができる。ある望ましい 実施の形態では、走査線および滴下位置のずれ（オフセット）は走査線間隔ある いは滴下位置間隔の１／２までである。この画素のオフセットは、例えば、断面 の下向きの面の材料を供給する際に、隣接した支持部材間の間隙をまたぐのを容 易にするのに使用される。実際には、その下向きの面は複数回の走査によって硬 化させ、連続する走査間において段階的オフセットあるいは交互オフセットを使 用して支持部材間の広い間隔をまたぐようにする。これらの実施の形態において は、断面の下向きでない部分は全て１回または複数回の供給とオフセットされた あるいはオフセットされていない画素を使用して形成され、下向きの部分は全て 画素領域を部分的に重ね合わせて複数回の供給によって形成される。望ましい実 施の形態では、全体的な供給高さはプラナライザーによって適切な高さにトリミ ングすることによって均一にされる。 ある実施の形態では、アーチ状の支持部材、架橋、枝分かれ支持部材（樹枝状 支持部材）等の形成の強化のために支持部材の形成中に画素すなわち滴下位置の オフセットが行われる。また、ある実施の形態では、直前の層の縁からある程度 だけ突き出した物体断面の形成を強化するために物体の形成中に画素のオフセッ トが行われる。突出した支持部や物体部は画素のオフセットを使用しないでも形 成することができるが、供給時の層の高さより下にある領域に落ち込む材料が少 ない場合に、そのような構造を形成するのを容易にするのに画素のオフセットは 有効であると考えられる。 画素のオフセットは各層に対して行ってもよいし、所定数の層毎に行ってもよ い。所定数の層毎に行う場合には、その所定数の層に関しては同じ画素配列で材 料の供給が行われる。これによれば、最初のオーバーハング部の上に、次のオー 場ハング部を形成しようとする前に、複数の層を積み上げることによって、オー バーハング部をよりよく安定させることができる。 例えば、枝分かれ支持部材や外方にテーパした物体構造を形成するときに、画 素のオフセットを使用すると、何もない空間上に展がる構造が形成されることに なる。この展がりの程度は１層につき１材料滴幅未満に制限される。各層が直ぐ その下の層の縁を越えて延びるようにするにしても、複数の層を積み重ねて所定 数の層毎にその下の層の縁を越えて延びるようにするにしても、複数の層の平均 の延長量に基づいて、延長の角度を決定することができる。最大延長角度は延長 部内および延長部近傍の材料の硬化速度に一部依存し、その硬化速度は延長部内 および延長部近傍に供給される材料の量に依存する。材料が充分速く硬化し、次 の層を支えることができれば層はどのような角度ででも積み重ねることができる 。ある実施の形態では３０°近い延長角度が得られた。４５°近くあるいはそれ 以上の延長角度も可能であると考えられている。 材料の冷却速度の関係で、３次元物体のオーバーハング部の形成は複数回の走 査で行うのが望ましい。望ましい実施の形態では、最初の１回または複数回の走 査でまず延長部を形成し、次の１回または複数回の走査で全体が支持されている 領域を形成する。これによって、延長部内の材料が、内部領域に供給された材料 からの熱の吸収によって遅らされることなく冷却硬化することができる。他の望 ましい実施の形態においては、層の内部領域がまず形成され、次に延長部が１回 または複数回の走査によって形成される。この実施の形態では、延長部に材料が 供給される幾分前に内部領域の材料が冷却する時間が与えられ、それによって延 長部内の材料が流動性をあまりに長く保ちすぎるおそれを減らすことができる。 所定の造形パラメータセットに対して、使用可能な延長角度はテスト物体の造形 、分析によって実験的に決定することができる。 画素のオフセットを、予め決められた順序とオフセットパターンで層の所定の 部分を複数回の走査するのと組み合わせて、所望の形状の周囲に材料を積み上げ るように使用することもできる。例えば、所定の形状の一方の側で１画素分より 少ない量だけその側から遠ざかるように画素をオフセットさせてもよいし、また 所定の形状の両側で同じ量（１画素分より少ない量）だけ互いに反対方向に画素 をオフセットさせてもよい。 解像力の高いデータと、そのデータによって本来指示される材料滴密度より低 いが、所望の３次元物体等の構造を形成するには充分な材料滴密度をもたらすよ うな造形パターンないしスタイルとを使用して物体を形成するのに、画素オフセ ットを使用してもよい。走査線飛び越し 飛び越しは物体造形を改良するもう一つの技術である。本明細書で開示する他 の実施の形態と同様に、この飛び越しの実施の形態も他の実施の形態と組み合わ せて使用することができる。前述したように、もしヘッドがサーベル角で位置さ れてなければ、ジェット間隔は所望の解像力に等しくなく、したがって主走査線 あるいはラスターラインの所望の間隔とも等しくない。したがって、本当に全て の主走査線に沿って材料を供給する必要があれば、走査線の飛び越しを使う必要 がある。しかしながら多くの他の理由で（例えば、層の冷却と材料の積み上げを 速めるため）飛び越しを使用してもよい。 プリントヘッドがサーベル角で配置されているかどうか、望ましいラスター走 査技術が使用されるかどうか、ベクトル走査技術が使用されるかどうか、あるい は他の走査技術あるいは組み合わせ技術が使用されるかどうかに関係なく、様々 な走査線飛び越しパターンを使用することができる。 ある望ましい実施の形態においては、前述のように、ヘッドは主走査線に直角 に配され、３００走査線／インチの解像力が使用される。この場合のジェット間 隔は８／３００インチである。ヘッドは８回の主走査を行い、最初の７回の主走 査の後にはそれぞれラスターライン間隔（ラスター幅）に等しい幅で副走査が行 われ、８回目の主走査の後には実効ヘッド幅にラスター幅を加えた幅で副走査が 行われる。この走査パターンが、副走査による副走査方向への送り幅が造形領域 の幅に等しくなるかそれより大きくなるまで繰り返される。 また他の実施の形態では、主走査のＸ方向の範囲を、物体、走査すべき所定の 物体断面、８回の密接した主走査をするのに必要な物体の各線分の長さ、あるい は操作時間の短縮につながる他のスキームによって要求される作業領域を実効的 にカバーするのに充分な範囲に制限する。同様に、副走査軸に沿った位置も、物 体、走査すべき断面、走査すべき断面の部分等の幅および位置に制限される。望 ましい実施の形態では、ランダム化を使用すると、適切なジェットが適切な主走 査線をたどるようにするのに必要な割送り量が増大する場合もある。また他の実 施の形態では、主走査が実際の滴下位置を含む部分のみに制限される。 飛び越し技術の第１の望ましい変更例では、少なくとも最初の走査の後では隣 接しない走査線に沿っては材料が供給されていない状態であり、その間の走査線 には２回目以降の走査によって材料が供給される。また他の望ましい実施の形態 では、中間のラスターラインへの材料の供給は両側の隣接するラスターラインの いずれにも材料が供給されないうちか、両側の隣接するラスターラインの両方に 材料が供給された後になされる。この方式の実施の形態の例が第１１ａ、１１ｂ 、２２ａ〜２２ｄ図に示されている。第１１ａ、１１ｂには、最初の走査におい て、１本置きのラインがとばされる状況が示されている。第１１ａ図は４本の走 査線を示し、最初の走査ではそのうち２本の走査線に沿って材料が供給されるこ とが示されている。第１１ｂ図には、２回目の走査で残りの２本の走査線に沿っ て材料が供給されることが示されている。飛び越しパターンの他の例が第２２図 〜２２ｄ図に示されている。これらの図においては、双頭の矢印３００は主走査 方向を示し、ｄ_rはラスターライン間隔を示している。また、分かり易くするた めに、ラスターラインの始点と終点をライン間でずらせて描いているが、実際に は各ラスターラインの始点と終点は整列している。第２２ａ図は主走査方向に走 査すべき１連のラスターラインを示している。第２２ｂ図には１回目の走査で、 １本置 きの第１群のラスターライン３２に沿って材料を供給し、２回目の走査で第１群 のラスターラインの間の第２群のラスターライン３４に沿って材料を供給するこ とを示している。第２２ｃ図には、１回目、２回目、３回目、４回目の走査によ ってそれぞれ材料を供給されるべきラスターライン３２、３４、３６、３８が示 されている。第２２ｄ図には、１回目、２回目、３回目、４回目、５回目、６回 目の走査によってそれぞれ材料を供給されるべきラスターライン３２、３４、３ ６、３８、４０、４２が示されている。第２２ｄ図の例では、中間のラスターラ インへの材料の供給は、両側の隣接するラスターラインのいずれにも材料が供給 されないうちか、両側の隣接するラスターラインの両方に材料が供給された後に なされるという条件を満たす他のラスターライン走査順序を使用することができ る。例えば、３２、３４、３８、３６、４０、４２の順でもよいし、３２、３６ 、３４、４０、３８、４２の順でもよい。 ある望ましい装置において、最小限の走査数でこれらの実施の形態を普遍的な 方法で完全に実行するためには、１つのジェット（例えば第１のジェット）で走 査されるラインとそのジェットに隣接するジェット（例えば第２のジェット）で 走査されるラインの間には奇数本のラスターラインが存在する必要がある。言い 換えれば、ジェット間の間隔ｄ_rの数が偶数であり、２つの隣接するジェットは それぞれＭ番目とＭ＋Ｎ番目（Ｍ、Ｎは整数で、Ｎは偶数）のラスターラインを 走査するように位置させる必要がある。ジェット間の間隔が適切でない（例えば 偶数でない）ときに、適切なラスターライン（１つ置きのジェットに対応するラ スターライン）のみを最初の走査で走査し、残りのラスターラインをその後の１ 回または複数回の走査で走査することは常に可能である。供給の幅がラスターラ イン間隔よりはるかに広いため、他の望ましい実施の形態では最初の走査で１本 置きのラスターラインを走査する飛び越しでなく、供給された材料の線が直接接 触しないように最初の走査で供給される走査線を選択し、次に飛ばされたラスタ ーラインをその後の１回あるいは複数回の走査で充填するという形が取られる。 この飛び越し技術の第１の変更例は、隣接するジェットが所望の走査線解像度 に対して不適当に位置されていたとしても（すなわち、あるジェットによって走 査されるラインとその隣のジェットによって走査されるラインの間に偶数本のラ スターラインが存在するとしても）、完全またはほぼ完全に実行することができ る。これには少なくとも次の３つの方法がある。１）各ジェットによって、その ジェットの最初の位置と隣接するジェットによって走査すべきラインとの間のラ スターラインを１本置きに、そのジェットによって走査すべき互いに隣接する少 なくとも２本のラスターラインを残して、走査し、残りのラスターラインを２回 目以降の走査によって走査する。２）各ジェットによって、そのジェットに隣接 するジェットによって走査される１本目のラインに隣接するラインまで、ラスタ ーラインを１本置きに走査し、２回目の走査によって残りのラインを走査する。 ３）走査の際に１個置きのジェットのみを使用し、使用されるヘッドの内で互い に隣接する２個のジェットの間に常に奇数本のラスターラインが存在するように する。これらの実施の形態においては、上述の実施の形態同様、中間のラインを 走査する２回目の走査の前に、層全体にわたって１本置きにラスターラインを走 査するのが望ましいが、隣接する各１対のジェットの一部または全部の走査開始 点間の全てのラスターラインを走査しきった後に、残りの部分の１回目の走査を 行うようにしてもよい。 本明細書の開示に照らして、当業者はこのほかにも多くの飛び越し走査の実施 の形態を容易に考えることができるであろう。例えば、より多い走査回数で飛び 越しを行ってもよいし、最初の走査で形成されるライン同士がある程度接触する ような飛び越しでもよい。また飛び越しを上述のランダム化技術とどのように組 み合わせてもよい。さらに、その次の層の走査の際には、走査順序、ラインの組 み合わせ、ライン自体の走査方向等を変えてもよい。例えば、第１回目の走査で 走査されるラインの組、第２回目の走査で走査されるラインの組、等々の走査順 序を変えてもよい。また、最初の層の飛び越し走査が終わらないうちに次の１層 ないし複数層の形成を始めてもよい。滴下位置飛び越し 走査線飛び越しと同様に、各走査線に沿って滴下位置飛び越しを造形に使用す ることができる。この場合、各走査線は少なくとも２回走査され、最初の走査で は滴下位置の一部に材料滴が滴下され、次の１回または複数回の走査で残りの滴 下位置に材料滴が滴下される。例えば、２工程（２回の走査）の例では、１個置 きの滴下位置に１回目の走査で滴下し、中間の滴下位置に２回目の走査で滴下す る。これが第１２ａ、１２ｂ図に示されている。第１２ａ図はそれぞれ９つの滴 下位置を有する４本の走査線を示し、１回目の走査によって１つ置きの滴下位置 に滴下することを示しており、第１２ｂ図は同じ走査線の残りの滴下位置に滴下 することを示している。２工程の第２の例においては、１回目の走査で２つ置き の滴下位置に滴下し、各２個の中間の滴下位置には２回目の走査で滴下する。３ 工程の例では、１回目の走査で最初の滴下位置から始めて４つ置きの滴下位置に 滴下し、２回目の走査で３番目の滴下位置から始めて４つ置きの滴下位置に滴下 し、３回目の走査で２番目の滴下位置から始めて１つ置きの滴下位置に滴下する 。 本明細書に開示されている他の全ての実施の形態同様これらの実施の形態も他 の実施の形態と組み合わせて使用することができる。 これらの飛び越し技術では一連の走査線を線毎に異なるあるいは、ずれた飛び 越しパターンを使用して走査し、２次元的な飛び越しパターンが得られるように してもよい（画素オフセットを使用してもよい）。例えば、隣り合う走査線での 滴下開始点を１画素分だけずらして、各走査線に２工程飛び越しパターンを使用 して、１回目の走査による滴下パターンが市松模様状となるようにしてもよい。 第１３ａ、１３ｂ図にはこの例が示されている。第１３ａ図は１回目の走査によ る市松模様状の滴下パターンを示し、第１３ｂ図は２回目の走査による（１回目 のパターンに対して相補的な）市松模様状の滴下パターンを示している。 走査線飛び越しと同様に、滴下位置飛び越しにおいても単一のライン上の全て の滴下位置への滴下が終了してから次のラインへの滴下を始めてもよいが、全て のラインに対して一様に１回目の走査による滴下をし、次に２回目の走査による 滴下をするという風にするのが望ましい。またあるラインのある部分内の滴下位 置に対する全ての走査が終わった後に、他の部分の走査を始めるようにしてもよ い。 第３の飛び越し技術は形状感応型の飛び越しである。この技術においては、滴 下位置への滴下順序が当面の断面の形状あるいはその前後の複数の断面の形状に 応じて決定される。この形状感応型の飛び越しは走査線飛び越しおよび滴下位置 飛び越しのどちらか一方あるいは両方を使用してよい。例えば、単一の層の形状 に応じて滴下順序を決める場合には、その断面の縁領域を決定し、その縁領域の 滴下位置に１回目の走査で滴下する。その断面の内部領域の一部の滴下位置にも １回目の走査で滴下してもよいし、また断面の内部領域の全ての滴下位置の滴下 は２回目以降の走査で行うようにしてもよい。例えば、内部領域の滴下と縁領域 の滴下を市松模様状の飛び越しパターンで１回目の走査で行い、２回目の走査で 残りの滴下位置に滴下してもよい。また、前記縁領域を滴下位置２つ分以上の幅 として、１回目の走査によってその縁領域の滴下位置に滴下し、２回目以降の走 査の前に幅の広い縁領域が断面の周囲に形成されるようにしてもよい。この幅の 広い縁領域の滴下は前述の材料滴幅補正において説明した間引きを使用して実行 してもよい。この場合各走査線の両端の滴下位置（副走査方向に沿った縁領域） の一方のみに１回目の走査で滴下するようにしてもよい。また縁領域の滴下の前 に内部領域全体のあるいは一部の滴下を行うようにしてもよい。縁領域の滴下を 先に行うことによって、垂直方向への材料の積み上げが促進されるが、逆に縁領 域の滴下を最後に行うと物体の水平方向の精度が高くなると考えられている。さ らに、縁領域に近い部分にまず滴下し、さらにその内部の領域に滴下し、最後に その外側の縁領域に滴下するようにしてもよい。 複数の層の形状に応じて滴下順序を決める場合には、当面の断面の一部を形成 するとともに、直前の断面の縁領域もしくは中実の内部領域をなす滴下位置から まず滴下する。直前の断面の縁領域もしくは中実の内部領域は支持構造の縁領域 もしくは中実の内部領域および物体部を含む。この実施の形態では、少なくとも 臨界的な（重要な）物体の下向きの領域を形成する滴下位置への滴下は、その下 向きの領域が実際に何らかの構造（例えば、真下の支持柱）によって支持されて いない限り１回目の走査では行わない。２回目以降の１回または複数回の走査で 、支持されていない下向きの部分を形成するように材料の供給がなされる。滴下 幅は一般に画素幅より大きいから、同一断面の上で先に滴下された材料に隣接す る画素位置に向けて発射された材料滴は、その断面の下の断面に向かって落下せ ずに隣の先に滴下された材料に当たってそれに付着する傾向がある。望ましい実 施の形態では支持構造の間隔は一般に１画素分以下であるから、支持されていな い下向きの部分を形成する材料滴は当面の層の先に滴下された材料の間に引っか か り、その下の層には行かない傾向が強い。しかしながら、材料滴の径は一般に滴 下後の径（落下してつぶれた材料滴の径）より小さく、また画素幅より小さいこ ともあるから、隣の画素位置に滴下された材料が落下する材料滴の飛行路内に充 分に進出せずその材料滴を止められない場合もある。 他の望ましい実施の形態においては、支持されていない下向きの領域、望まし くは隣接する領域を含めて、に材料を供給する場合に滴下位置を主走査方向と副 走査方向の少なくとも一方に（望ましくは両方に）画素幅の何分の１か（望まし くは画素幅の約１／２）ずらし、材料滴が正確に本来の位置に滴下されたときと 比べて前に供給された材料によって少なくとも部分的に支持されやすくする。部 分的にしか支持されない領域への材料滴の滴下は全体が支持される領域への滴下 の後の走査で行うのが望ましい。しかしながら、少なくとも部分的にしか支持さ れない領域における材料滴の垂直方向の位置を適正のものとするのに（当面の層 内で先に滴下された材料との付着に頼らずに）先行の断面との重なりのみに依存 することも可能である。この実施の形態では、当面の層の少なくとも支持領域（ 例えば、柱）はずらされない。これによって、層と層との整合が得られる。また 広い間隙は、間隙の支持された側からの複数回の走査によって、各走査における 滴下位置を直前の走査における滴下位置に対して材料滴が所望の高さを越えて上 方に積み重ならないように適度にずらしながら、段階的に内側に向かって層を成 長させて閉鎖するのが望ましい。またある望ましい実施の形態においては、下向 きの層を形成する材料が正しい高さに位置するように１枚ないし複数の下向きの 層のデータをオフセットするのに、前述の米国特許出願No.98/428,951に開示さ れている多数層同時硬化法が使用される。 １／２画素分の水平方向オフセットと１層分の垂直方向オフセットを使用した 多段階水平垂直オフセットの例が第２３ａ〜２３ｈ図に示されている。第２３ａ 図は形成すべき物体１２０の側面図である。第２３ｂ図は通常ならば物体１２０ が層１２２、１２４、１２６、１２８、１３０から形成されることを示している 。第２３ｃ図はこの例では、物体１２０が層１２２、１２４、１２６、１２８’ 、１３０’から形成されることを示している。層１２８’は層１２８とは下向き の部分が無いという点で違っており、その下向きの部分はオフセット供給により 次 の層の形成の時に形成される。層１３０’は層１３０と似ているが層１３０とは 異なる滴下パターンによって形成される。第２３ｄ図には層１２２、１２４、１ ２６、１２８’に加えて、層１３０’を形成する際の滴下位置（画素位置）１３ ２〜１３７が示されている。第２３ｅ図は第２３ｄ図と似ているが、滴下位置１ ３２〜１３７の替わりに滴下位置１４０〜１４６が示されている。両図の比較か ら明らかなように、滴下位置１３２〜１３７と１４０〜１４６では互いに１／２ 画素分だけずれている。第２３ｆ図は層１３０’を形成する際の１回目の走査に よって形成された滴下パターンを示している。材料滴１５０、１５１、１５２、 １５３はそれぞれ滴下位置１４１、１４５、１４２、１４４において滴下された ものである。図から明らかなように、材料滴１５２、１５３は層１２８’によっ て部分的に支持されているのみであり、結果として材料滴１５２、１５３は本来 層１２８に属する部分に一部延びている。第２３ｇ図は１回目の走査による滴下 パターンに加えて、２回目の走査による滴下パターンを示している。領域１６０ 、１６２は１回目の走査で滴下されたものであり、第２３ｆ図では領域１５０、 １５２、１５１、１５３で示されていたものである。２回目の走査での滴下は第 ２３ｄ図に示された画素配置によってなされる。材料滴１５５、１５６は滴下位 置１３２、１３７で滴下される。滴下された材料滴１５５、１５６は領域１６０ 、１６２上で当初は余分の材料となるが、余分な分は平滑化工程で除去される。 材料滴１５７、１５８が滴下位置１３４、１３５で滴下されるが、滴下位置１３ ４、１３５はその下方が前に供給された材料で完全に仕切られていないから、滴 下された材料の一部が本来層１２８の一部であった部分に流れ込むと考えられる 。材料滴１５２、１５３、１５７、１５８のオフセット滴下によって、層１２８ ’では除去されていた層１２８の下向きの部分が形成される。３回目のすなわち 最終の走査では滴下位置１４３で材料滴１６４が滴下され層１３０’が完成され る。 上記の例の種々の部分を変更することができる。例えば、下の層領域への材料 の展がりは（材料滴もしくは滴下位置が部分的にしか支持されていないときに生 じると考えられる）上記の層１枚分の厚さで生じるとは限らない。そのような材 料の展がりは層１枚分より小さくてもよく、少なくとも層の厚みの整数倍である 必要はない。そのような材料の展がりは層の厚みの整数倍（例えば２〜５倍）で あることもある。このような場合に、最も精度よく造形するためには、米国特許 出願No.08/428,951に記載されているように、最初の物体表現を断面データの生 成前または後に、変更した表現に変換し、その変更した表現にしたがって材料を 供給して、下向きの領域の底部が正しく位置せしめられるようにするのが望まし い。他の変更例は画素の１／４のオフセット（滴下領域の３／４は支持されない ）、画素の３／４のオフセット（滴下領域の１／４は支持されない）等の異なる オフセット量を用いるとともに複数回の走査によって形状に即した滴下を行う。 このようにオフセット量を異ならせることによって先行層の領域内に展がる材料 の量をより正確に制御することができる。さらに、滴下順序を変えてもよいし、 オーバープリントの量を変えてもよいし、個々の材料滴内の材料の量を変えても よい。また画素オフセットを使用せずに、高密度に画素を配し、滴下パターンを 所望の材料滴密度が得られるようなものにしてもよい。 さらに他の飛び越し技術においては、１）形状感応性と、２）走査の向きの選 択とを組み合わせて使用する。この実施の形態では、当面の層からの断面の形状 情報（例えば、断面の縁に関する情報）と直前の層（あれば）からの断面の形状 情報（例えば、断面の縁に関する情報）とを使用して、その断面の異なる領域に 滴下する際の走査の向きをどうするか決定する。例えば、ある断面の中実な領域 の左端部分に滴下する場合に、材料滴がどんな小さな間隙でも少なくとも部分的 にでもまたがない方がよい場合にはヘッド（すなわち形成すべきラインに滴下す るのに使用されているジェット）が左から右に走査する方が望ましいであろうし 、逆にある程度の架橋が起きる方が望ましいときにはヘッドが逆の方向に走査す る方が望ましいであろう。同様に、ある断面の中実な領域の右端部分に滴下する 場合に、架橋が起きないのが望ましい場合には、ヘッドが右から左に走査する方 が望ましいであろうし、逆にある程度の架橋が起きる方が望ましいときにはヘッ ドが左から右に走査する方が望ましいであろう。このように、縁の領域に滴下す る際に走査の向きを制御することによって、材料滴の水平方向の運動量が間隙の 架橋に貢献するようにすることもできるし貢献しないようにすることもできる。 架橋が起きないようにする方法の一例が第２４ａ〜２４ｄ図に示されている。 第２４ａ〜２４ｄ図は形成中の２本の柱をＸＺ平面で切った側面図である。Ｚ方 向は断面に垂直であり、Ｘ方向は主走査方向である。１０８はこれから形成すべ き断面を示し、１００、１０２、１０４、１０６は先に形成された断面である。 第２４ａ図には、材料の供給が始まる前の断面１０８が破線で示されている。第 ２４ｂ図は最初の走査において、各柱の左端に材料滴１１２を滴下するときに走 査の向きが左から右であることを示している。第２４ｃ図は２回目の走査におい て、各柱の右端に材料滴１１４を滴下するときに走査の向きが右から左であるこ とを示している。第２４ｄ図は３回目の走査において材料滴１１６、１１８、１ ２０、１２２を滴下して断面１０８を完成させる際には走査の向きは矢印１２６ で示すようにいずれでもよいことを示している。この例では３回の走査が使用さ れるが、２回の走査で行うこともできる。例えば、材料滴１１６、１１８、１２ ０、１２２を、１回目ないし２回目の走査において材料滴１１２あるいは１１４ を滴下するときに滴下してもよい。 プリントヘッド（ジェット）の相対走査方向に対して物体の向きを変えること によって（例えば、垂直軸の周囲に１回または複数回回転させる）、所望の断面 形状のどの縁部も狭い間隙を架橋する可能性を強めたり弱めたりするのに都合の 良い向きにプリントヘッドを移動させながら形成することができる。 前述のように、オリフィスプレート１０と作業面の距離が小さ過ぎると、材料 滴が作業面に当たるときの形状が細長くなる（アスペクト比が大きくなる）。細 長い材料滴で造形するときには、中実部の縁に滴下するための走査の前述の向き は逆の結果をもたらすと考えられる。他の飛び越し技術では、隣接するラスター ラインもしくは隣接しないラスターラインを２方向に走査する。 上述の各造形技術は中実の物体を形成するのに適用できるし、また他の技術と 組み合わせて部分的に中空あるいは半中空の物体を形成するのに適用することが できる。物体の元々の設計の際には、物体のある部分は中実で（硬化した材料で 占められ）ある部分は中空（空の領域）であると考えられる。実際には、定義上 物体が存在するところには必ず材料があると考えられるから、この故意に形成さ れる中空領域は物体の一部とは見なされない。本発明の説明の文脈でいえば、中 実でない、中空のあるいは半中空の物体は、中実な物体であるべき物の一部を除 去したものとして、本発明の望ましい実施の形態の照らすところにより形成され る物体である。この典型例は、元々物体の中実構造であった物のくりぬき、部分 くりぬき、あるいはハニーカム化である。これらの元の中実構造は、空間的な向 きと関係なく物体壁と称せられることがある。ある望ましい実施の形態の造形ス タイルでは、完全に中実な物体が形成されるし、また他の望ましい実施の形態の 造形スタイルでは、表面領域では中実であるが内部は完全にまたは一部くりぬか れた物体が形成される。例えば、物体の内部は市松模様状でもよいし、網目状で もよいし、六角形状でもよいし、タイルを貼ったようなものでもよいし、ハニー カム状でもよい（これらの造形スタイルおよびここで有用な他の造形スタイルは 光ベースのステレオリソグラフィーでも用いられるものであるが上述の特許およ び特許出願に開示されている）。また上記非中実の供給パターンは物体の内部支 持構造と見なすことができる。同様に本明細書で開示する他の支持構造は物体の 内部支持構造としても使用することができる。このような非中実な物体は外形が 同じ中実なものに比べて重量が小さく、使用する材料の量が少なくて済み、造形 パラメーターの詳細によってはより短時間で形成することができ、また造形中の 加熱材料の供給が少ないため、熱の発散が問題になる可能性も少なくて形成する ことができる。このような物体は、クラックが入る可能性が小さいため、テスト 用の鋳型パターンとして有用である。温度制御 さらに他の実施の形態では、造形中の物体は造形に望ましい温度範囲に維持さ れるか、もしくは少なくとも各部間の温度差（温度勾配）が小さく維持される。 物体の造形中に物体の異なる部分が異なる温度であると、その物体が室温に冷却 されるときあるいは使用温度に冷却されるときに、各部分によって収縮率が異な ることになる。この収縮率の差は物体内に応力を発生させ、変形や破損の原因と なる。したがって温度差は物体の変形を許容範囲内に維持できるような範囲内に 維持するのが望ましい。物体内の温度差は、２０℃以内であるのが望ましく、１ ０℃以内であるのがより望ましく、５℃以内であるのがさらに望ましく、３℃以 内であるのが最も望ましい。いずれにしろ、望ましい温度は、材料の熱膨張率と 形成された物体を均一温度に冷却（または加熱）するときに生ずる収縮（あるい は膨張）の差を考慮することによって推定できる。もし収縮の差が所望の許容範 囲外であるときには、上述の温度範囲を調節する。 物体の形成の際には、物体が材料のジェット温度（望ましい実施の形態では約 １３０℃）から材料の硬化温度（約５０℃〜８０℃、ピークＤＳＣエネルギー移 送温度約５６℃）に、造形温度（約４０℃〜４５℃）に、さらには使用温度（例 えば室温、度約２５℃）に冷却されるときの寸法の変化を考慮して最初の物体デ ータを増減してもよい。この時の増減係数は、使用温度において物体の大きさが 所望のものとなるように、熱収縮を補償する分だけ最初の物体設計を大きくする のに使用することができる。さらに、１つまたはそれ以上の、形状依存性の、ま たは少なくとも軸依存性の収縮率を使用して、物体の重要な部分に対して造形中 の物体温度の予想される変化を少なくとも一部補償することができると考えられ る。 前に形成された層の温度と形成中の層の冷却速度が、歪みの少ない、特に湾曲 の少ない物体を形成する上で重要なパラメータであることが分かった。現在のと ころ望ましい材料は硬化温度から室温に冷却すると約１５％収縮する。この収縮 は湾曲、内部応力の生成および加工後変形（上述の特許および特許出願に光りベ ースのステレオリソグラフィーの関連で記載されている、そこに記載されている 技術の多くが本明細書の教示に照らしてＳＤＭ、ＴＳＬの実施に有効に使用する ことができる。）の大きな誘因となる。物体造形温度、特に最後に形成された層 の温度、が造形中室温より高い温度に維持されていると湾曲が小さくなることが 分かった。造形中の物体全体の温度が室温より高いのが望ましく、特にその温度 が上述の収縮差を制限するための厳しい許容範囲内にあるのが望ましい。 効果的に物体を形成するためには、造形中の物体温度を材料の融点より低く保 たなければならないのは明らかである。さらに造形温度は、造形に伴う一般的な 力（例えば、物体にかかる慣性力、物体に接触したり、物体の近くを通ったりす るプラナライザーやプリントヘッドによって引き起こされる引きずり力や真空吸 引力、物体を冷却するための空気流の圧力、物体自体の重力）が働いても物体が 精度良く形成できるように、硬化した材料が充分な剪断強さ、圧縮強さ、さらに は引っ張り強さ（特に横向きにしたり逆さにしたりして物体を形成する場合に） を持ち得る温度より低い温度に維持しなければならない。これらの力のうちのあ るものは物体の質量に依存し、奥になるほど大きくなる。したがって、上の層か ら下の層へのわずかな負の温度勾配（最後に形成された層から最初に形成された 層に向かって温度が低下する）は必要領域の強度を大きくするとともに、最後に 形成された（最新の）１枚ないし複数の層が湾曲等の変形を抑えるのに充分な高 温であることを許容する。硬化した材料が要求する最小剪断強さの近似値として 、単純な重力の計算値とその物体の１カ所ないし数カ所の慣性力の計算値（物体 の質量とその物体にかかるＹ方向加速度に基づいた）との和を使用することがで きる。この値と、実験的に定められる材料の剪断強さの温度変化との組み合わせ を用いて、物体内の各位置における造形温度の上限値の近似値を推定することが できる。もちろん、物体の最新の層に近い部分では、他の要素も考慮に入れるの が望ましいが。動的熱作用が造形中の物体と供給される材料との界面で生じ、物 体形状のパラメータ、温度差、冷却方法に依存する再溶融現象や熱容量現象が起 きるから、実際の全体的な最高造形温度は上記の推定値より多分低くなると思わ れる。 一方、前述のように、湾曲等の変形は高温で造形することによって大幅に減少 させることができ、温度が高ければ高いほど、歪みが小さくなる。この歪みの減 少は、高温では材料の流動性が高く、剪断荷重を支える能力が低いために材料の 再分配が生じ、歪みの原因となる応力が弱くなるためであると仮定されている。 さらに、造形温度がいずれかの固相変化温度（例えば、結晶化温度あるいはガラ ス転移温度）か、その近くか、望ましくはそれより高いと、応力および歪みが最 も速く減少し、場合によっては最も大きく減少すると仮定されている。これらの 相変化は一般に、広い温度範囲で起きるから、造形温度がその温度範囲のどの温 度であるかや、造形時間に応じて様々なレベルの利益が得られると考えられる。 溶融温度や硬化温度および固相転移温度は示差走査熱測定(Differential Scanni ng Calorimetry: DSC)によって決定することができ、それによって適切な造形温 度範囲を決定することができる。また、適切な造形温度範囲は実験的にも決定す ることができる。室温以上のどんな温度で造形しても何らかの利益が得られるこ とが分かっており、造形温度が溶融温度や硬化温度に近づくにつれて、得られる 利益も大きくなる。したがって、造形温度は温度差に沿った、室温と溶融温度あ るいは硬化温度の間の距離、あるいは室温と推定最小剪断強さの温度の間の距離 の何％かに設定されることになる。あるいは、室温における剪断強さの何％かの 剪断強さを材料が持つ温度に造形温度を設定してもよい。例えば、剪断強さが室 温における最大剪断強さの７５％、５０％、２５％、１０％となるような温度に 造形温度を設定してもよい。表面仕上げの向上 物体の表面仕上げを向上させるために有用な実施の形態の造形方法では、望ま しいＳＤＭ技術によって得られる上向きの面の外観的に優れた面を利用する。こ の実施の形態では、実効的に上向きの面の数を増やし（例えば、全表面を実効的 に上向きとし）、実効的に下向きの面の数を元々の物体設計における下向きの面 の数より少なくする。このためには、物体を２個あるいは３個以上の部分に分割 し、できるだけ多くの重要な面が上向きの面、垂直の面、あるいは上向きと垂直 面の組み合わせとなり、実際には外面とならない面もしくはさほど重要でない面 のみが下向きの面となるように各部分の向きを変える。そして各部分をそれぞれ 適切な向きに支持して別々に造形する。その後、支持体を外して、接着等によっ て一体にして所望の物体を完成させる。滑らかな面より粗面が望ましいときには 、上述の方法によって、重要な面を下向きの面として形成する。上向きの面に支 持体を形成して、その面を荒らすようにしてもよい。 このような造形法の一例が第２５ａ〜２５ｅ図に示されている。第２５ａ図は ＳＤＭを使用して形成すべき物体６０の形状（所望の物体設計）を示すものであ る。もしこの物体をこの設計から直接形成すると、上向きの面（５０、５２、５ ４）と下向きの面（５６、５８）の両方を形成することになる。上述のように、 下向きの面を形成するためにはまず支持構造を形成し、その支持構造を作業面と して、その上に下向きの面を形成する材料を供給しなければならない。物体の形 成が終わり、支持構造が取り除かれると、下向きの面は粗い凸凹の面となってい る。その下向きの面を滑らかにするためには、ペーパーかけや、ヤスリかけ等の 細かな後処理が必要となる。 第２５ｂ図は上述の技術の最初の工程を示している。この最初の工程において は所望の物体を２個または３個以上の部分に分割する。この時に、その物体の重 要な面が全て、垂直な面か上向きの面のいずれかとして（望ましくは上向きの面 として、さらに望ましくはその上方に下向きの面のない上向きの面として：上方 に下向きの面があるとその上向きの面に支持部材を形成する必要があり、その支 持部材によって上向きの面が傷つけられる）形成できるように分割する。支持部 材の形成とそれに関する問題の詳細について以下説明する。この例では、面５０ 、５２、５４、５６、５８の全てが重要であり上向きの面として形成するものと 仮定する。 第２５ｂ図に示すように物体６０を２つの部分６２、６４に分割する。部分６ ２は元々の外向きの面５０、５２、５４とこの分割によって外向きとなった面７ ２、７４を備えている。部分６４は元々の外向きの面５６、５８とこの分割によ って外向きとなった面７２’、７４’を備えている。 部分６２を第２５ｃ図に示すような向きとすれば面５２、５４、５６は全て上 向きの面として形成することができる。部分６４を第２５ｄ図に示すような向き （逆さ）とすれば面５６、５８はともに上向きの面として形成することができる 。各部分６２、６４を形成した後、支持部材を除去し、面７２、７２’の組、お よび７４、７４’の組を接合するための下工作をする。次に第２５ｅ図に示すよ うに部分６２、６４を結合して物体６０を形成する。この物体６０における重要 な外向きの面（元々の外面５０、５２、５４、５６、５８）は全て良好な表面仕 上げになっている。他の造形スタイル 他の造形スタイルは次の少なくとも１つを含む。１）走査方向により高い解像 力で滴下する。２）物体の内部領域を形成するのに比べて、下向きの表面相を形 成する際に単位面積当たりの材料滴密度を高くする。３）下向きの層の上の少な くともＮ（例えば５〜１０）枚の層に延びる下向きの表面領域を使用する。４） 物体の内部領域を形成するのに比べて、上向きの表面相を形成する際に単位面積 当たりの材料滴密度を高くする。５）上向きの層の下の少なくともＮ（例えば５ 〜１０）枚の層に延びる上向きの表面領域を使用する。６）物体の内部領域を形 成するのに比べて、物体の縁の領域（内部に向かって少なくともＬ（例えば２〜 ４）滴分の幅だけ延びる）を形成する際に単位面積当たりの材料滴密度を高くす る。７）ラスタースキャンによって物体内部を形成し、ベクトル走査によって縁 の領域を形成する。支持スタイル 本出願の次の部分は主に支持構造の形成についてである。しかしながら、支持 構造も滴下された材料から形成されるものであるから、上述の造形技術は全て支 持構造の形成に使用することができるし、支持構造の形成技術は全て物体の形成 にも使用することができる。 支持構造は次のような時には互いに相反する複数のニーズに応える必要がある 。１）望ましくは、物体の層および必要に応じてその上の支持体層を形成する良 好な作業面を形成する。２）支持する下向きの面から容易に除去できるのが望ま しい。３）上向きの面上に設けられるときにはその上向きの面から容易に除去で きるのが望ましい。４）除去したときに下向きの面あるいは上向きの面に与える 損傷が小さく、下向きの面や上向きの面の良好な表面仕上げに対する耐性を少な くとも有する。５）垂直方向（例えばＺ方向）に許容できる速度で積み上げるこ とができるのが望ましい。６）できるだけ少ない走査回数で形成することができ るのが望ましい。７）その形成が信頼できるのが望ましい。これらのニーズを様 々に折り合わせた多くの支持スタイルが開発されたり、提案されたりしている。 造形速度を上げるためには、垂直方向の積み上げ速度が重要であり、したがっ て支持構造の積み上げ速度が物体部とほぼ同じであるのが望ましい。特に、支持 体部の垂直方向の積み上がりが（例えば１回の走査での）、プラナライザーの使 用に設定されている所望の層厚以上であるのが望ましい。支持体部の積み上げが 物体部の積み上げに近くなる程、使用可能な層厚が大きくなり、平滑化の際除去 される材料の量が減り、したがって造形効率が向上する。与えられた材料と装置 については、各支持スタイルおよび造形スタイルにおける材料の垂直への積み上 がりは、前述のように層厚（平滑化高さ）を変えながら各供給スタイルないし供 給パターンでテスト物体を造形し、そのテスト物体を計測して、積層された層の 数と予定の層厚によって決まる予定の厚みよりも材料の積み上げがいつ小さくな ったかを決定することによって実験的に決定することができる。この情報に基づ いて、所望の造形スタイルと支持スタイルの組み合わせに対して層厚（平滑化高 さ）を適切に設定することもできるし、逆に所望の層厚を得られるように造形ス タイルと支持スタイルを設定することもできる。 ある望ましい支持スタイルでは形成速度が速くなり、支持構造の除去も容易で あるが、除去された支持構造の跡の表面が粗く残る。この支持スタイルでは狭い 間隙で隔てられた複数の中実な柱が形成される。例えば、Ｘ、Ｙ両方向に３００ 画素／インチの割合でデータが供給され、物体部と支持部がＸ方向（主走査方向 ）に４回のオーバープリントによって形成される。各層の各支持部（柱）はそれ ぞれ３画素ｘ３画素で構成され、柱と柱は主走査方向（Ｘ方向）に２画素分間隔 を置かれ、副走査方向（Ｙ方向）に１画素分間隔をおかれている。この時のデー タ配列が第１５図に示されている。第１５図において、”Ｘ”は”滴下”のデー タを有する画素を示し、”０”は”不滴下”のデータを有する画素を示す。正方 形５０は各柱の形状を明確にするためにその柱用の滴下ゾーンをそれぞれ囲むも のである。しかしながらＸ方向のＩＤオーバープリントのために実際に滴下が行 われると２画素分の間隔は相当に（ほとんど１画素分）狭められる。したがって 実際に得られる滴下パターンは第１８図に示すように、Ｘ、Ｙ両方向に１画素分 （３．３ミル）間隔をおいた、角の丸まった４画素ｘ３画素（１２〜１４ミルｘ ９〜１０ミル）の長方形に近くなる。 実際の造形において、上記構造の支持構造が物体部とほぼ同じ速度で垂直方向 に成長し、したがって各層において支持部と物体部の両方を形成するのに各滴下 位置に対してプリントヘッドを１回走査すればよいことが確認された。さらに上 記の支持構造は物体部から容易に分離することができるが、下向きの面のその支 持部の跡が悪い表面仕上げとして残ることも確認された。このように、上記の支 持スタイルは造形速度の面では望ましいものではあるが、表面仕上げの面ではま だ相当に改良の余地がある。 ある変更例では、断面の支持部を形成するのにプリントヘッドの複数回の走査 を使用する。また他の変更例では、物体部と支持体部とで垂直方向の成長速度を 同じにするために、定期的に追加の支持部断面を供給する。 さらに他の変更例では、支持部の形成が１層ないし数層分物体部より遅れるの を許し、それによって脆い支持部が形成されるときに生じやすい平滑化における 問題を解消もしくは抑える。平滑化における問題とは、支持部が物体部と同じ走 査で供給された場合にプラナライザーがその支持部を歪めてしまうことがあると いう点である。支持部の形成を１層ないし数層分物体部より遅らすことによって 、支持部とプラナライザーの過度な接触が回避され、それによって支持部の歪み が抑えられると考えられる。 他の寸法や形状の柱等、他の柱状支持構造も可能である。例えば、データフォ ーマット技術とオーバープリント技術を組み合わせて、ほぼ３画素ｘ３画素（９ 〜１０ミルｘ９〜１０ミル）、２画素ｘ３画素、３画素ｘ２画素（以上において は垂直方向の成長が落ちるかも知れない）、２画素ｘ２画素（６〜７ミルｘ６〜 ７ミル）（垂直方向の成長が無いかも知れない）、４画素ｘ４画素（１２〜１４ ミルｘ１２〜１４ミル）（除去が困難になり、物体面の損傷が大きくなるかも知 れない）、あるいはより大きな柱を形成することもできる。また他の断面形状の 柱も使用できる。例えば、より円に近い形状の構造（例えば、８角形や６角形） 、十字状構造、他の縦横比の構造、あるいは様々な構造の組み合わせを使用する ことができる。 他の変更例では、支持柱を主走査方向と副走査方向の一方または両方に交互に オフセットさせる。例えば１本置きの柱を副走査方向に柱の間隔の半分だけオフ セットさせてもよい。これが第１９図に示されている。特に物体の下向きの面に 達する前の支持柱間の間隔を小さくするためのアーチ状支持柱、枝分かれ支持柱 等を使用する場合には支持柱間の間隔を大きくできる。アーチ状支持柱の、オフ セット画素数の異なる（少なくとも滴下位置制御において）２つの例を第２１ａ 、２１ｂ図に示す。枝分かれ支持 何回か上記したように、ある望ましい実施の形態では”枝分かれ”支持ともい うべき支持構造が使用される。上述のアーチ状支持構造もこの枝分かれ支持の一 例である。枝分かれ支持構造とは、ある層の一部が直前の層の硬化した領域から 外方に片持ち梁状に延びるように形成した支持構造である。この外方への延長部 はどの層においても同一の画素位置から延ばしてもよいし、何枚かの層あるいは 全ての層の間において画素幅の何分の１かずつずれた位置から延ばしてもよい。 また何枚かの層あるいは全ての層の間において画素パターンを変えてもよい。こ の枝分かれ支持の実施の形態によっては、支持すべき面における個々の支持体の 数が、”幹”になる（下の層においてそこから支持体が枝分かれする）支持体の 数より多くなる。 上述の様々な実施の形態（これらは本質的に枝分かれ支持構造と見なすことが できる）の他に、第２８ａ、２８ｂ、２９ａ〜２９ｅ、３０ａ〜３０ｍ、３１ａ 〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｄ図に示すものも望ましい枝分かれ支持構造として使用 することができる。第２８ａ図は面５００から面５０２に向かって延ばす支持柱 ５０４、５０６、５０８の側面図である。これらの支持柱は枝部材５１０、５１ ２、５１４、５１６で互いに結合されている。第２８ｂ図は面５００から立ち上 げて面５０２に向かって延ばす枝分かれ支持構造の一例の側面図である。この支 持構造においては２層毎に枝分かれする。この２次元的な図では、フォーク状に 二股に枝分かれしているように見える部分もあるし、単に一方の方向に張り出し ているだけのように見える部分もある。この第２８ｂ図の支持構造を異なる方向 から見た図が３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｄ図である。 他の望ましい枝分かれパターンが第２９ａ〜２９ｅ図に示されている。第２９ ａ〜２９ｅ図は、Ｘ方向のみに分かれる枝とＹ方向のみに分かれる枝を使用して １本の幹から４本の枝を形成した、１本の支持樹の異なる枝分かれ断面の平面図 である。第２９ａ図は、複数の支持構造に分岐される単一の支持構造を示してい る。この支持構造は支持樹の”幹”とも言えるものである。後に明らかとなるよ うに、データ操作を容易にするために、その幹は４つの同一であるが区別でき、 しかもどの層に対してもブール演算によって走査パターンを形成することのでき る成分からなると見なされる。もちろん、実際には適切な間隔で配された複数の 幹が必要になる。 第２９ｂ図はＸ方向への第１の分岐を示している。以降の図において、ハッチ ングされた実線で示す領域は材料を供給すべき領域を示し、破線で示された領域 は直前の枝を示すものである。この描き方は枝と枝との重なり具合を明確にする ためのものである。この第１の分岐は１枚ないし複数枚の幹層を形成した後にな される。以下に説明する他の枝と同様に、供給された材料を支持された領域から 外方へ張り出させることによって分岐がなされる。この張り出し量は形成順序、 材料滴幅との比較における画素幅、形成すべき層の上に重ねられる同一の層（形 成すべき層の瑕疵を補償する）の数、部分的にのみ支持されることに対する材料 の適性、等に応じて、１画素分未満、１画素分、あるいは複数画素分とされる。 以下に説明する他の枝のいくつかと同様に、この分岐も２方向への分岐（Ｘの正 方向およびＸの負方向）あるいは最初に重ねられた２枚以上の成分の１方向への 分岐と見ることができる。以下の説明から明らかなように、第１の分岐は４つの 成分のうちの２つが各分岐方向に延びる１方向への分岐と見なすことができる。 この４つの成分からの実際の材料滴下は重なった部分への複数の滴下を避けるた めにブールの和集合に基づいて行ってもよい。 第２９ｃ図は２回目の分岐を示す。この２回目の分岐は第２９ｂ図の分岐の１ 層後に行っても複数層後に行ってもよい。この物体成分の分岐は第２９ｂ図と同 じ方向に行われる。 第２９ｄ図は第２９ｃ図の２本の枝のＹ方向の分岐を示している。この分枝も 概念的には別々の成分のＹ方向への１方向分岐であると見なすことができる。第 ２９ｄ図に示す分岐は４つの成分の全てが分かれ始める最初の分岐である。 第２９ｅ図は各成分のＹ方向へのもう１回の分岐が行われる本例における最後 の分岐である。この最後の分岐は物体部の面を支えるのにも使用することができ る。その物体面がこの最後の枝の数層上方にあるときには、２９ｅ図の構造（柱 ）を物体面に達するまで延ばせばよい。なお、その物体面が４つの枝に対して同 一高さにないときには、個々の柱を必要なだけ延ばせばよい。この支持高さの延 長は本明細書の他の望ましい実施の形態の支持柱においても同様であり、架橋層 等を使用してもよい。４本分岐の支持構造の異なる構成（例えば、形状、位置、 等）が望ましい場合には、図示の例に変更（例えば、分岐順序、分岐方向、延長 量、枝間の層の数、等の変更）を加えてよく、そのような変更については本明細 書の教示に照らして当業者には容易であろうと考えられる。第２９ａ図に示す幹 は先に形成された物体断面状に形成してもよいし、最初の基板上に形成してもよ い。また第２８ａ図に示すような他の支持構造上に幹を形成してもよい。さらに 、複数の支持樹を形成する場合に、各樹の分岐は同じ層から始めてもよいし、異 なる 層から始めてもよい、また各枝を同数の層の形成の後に形成してもよいし、異な る数の層の形成の後に形成してもよい。分岐を何処で始めるか、次の分岐をいつ 行うかについては形成すべき物体の形状に基づいて選択してよい。最終分岐パタ ーンが、支持すべき面（例えば、物体部の下向きの面）に達する数層前に、最終 分岐パターンが得られるようにするのが望ましい。 第２９ａ〜２９ｅ図に示した実施の形態の分岐手順をまとめると次の表のよう になる。 上述のように上記表中の様々なパラメータを変更することができる。例えば、 量Ａは分岐の高さによって変えてもよいし、分岐の高さが同じでも成分によって 変えてもよい。 第３０ａ〜３０ｍ図に示す枝分かれ支持構造は第２９ａ〜２９ｅ図に示すもの と似ているが、第３０ａ図に示す１本の幹から第３０ｍ図に示すように１６本の 枝が分岐される。理解と実施を容易にするために、第３０ａ図に示す幹は１６の 同一の成分からなると見なすことができる。ここでも、与えられた成分の与えら れた分岐においてはオフセットはＸ方向、Ｙ方向のいずれか一方のみになされる 。第２９ａ〜２９ｅ図に関して上述したことは第３０ａ〜３０ｍ図に示す実施の 形 態および以下の実施の形態についても適用できるものである。第３１ａ〜３１ｃ 図に示す実施の形態では第３１ａ図に示す単一の幹が第３１ｃ図に示すように４ つの成分に分岐される。この実施の形態は第２９ａ〜２９ｃ図に示すものと比べ て、分岐がＸ、Ｙ両方向に同時に行われる点が異なっている。図示のように本実 施の形態では分岐の程度はＸ方向とＹ方向で同じであるが、異なっていてもよい 。 第３２ａ〜３２ｄ図は第３１ａ〜３１ｃ図に引き続いて行われ、最終的に１６ 本の枝を形成するものである。またこれらの図は各枝に対して２枚の層が示され ている第２８ｂ図の構造をより詳細に示すものである。 以上の他の分岐パターンも使用することができる。例えば、各幹から分岐され た複数の枝支持構造を上記各実施の形態のように長方形状に配列するのでなく、 六角形、三角形、半円形等に配列してもよい。得られたパターンがうまく調和し ない場合は、複数のパターンを混ぜて、下向きの面を適切に支持できるような最 終的な支持構造が得られるように、異なるパターンを交互に使用してもよい。ま た複数の幹から１つの群の枝支持構造を分岐するようにしてもよい。 これらの枝分かれ支持構造の実施の形態によって、物体と接触する最終的な支 持構造がより均一な間隔となり、したがって他の望ましい実施の形態と比べて品 質の良い下向きの面が得られると思われる。上述のように、このような枝分かれ 支持構造は大きな支持構造や複合支持構造の一部をなしても良い。上述の実施の 形態の変更については以上の教示に基づいて当業者には明らかであろう。 上述の形状および方向感応型の飛び越し技術を使用すれば、許容し得る垂直成 長速度を保証しつつ、よりよい作業面を提供することのできる、より径が小さく 、且つ／あるいはより密接した支持構造を形成することも可能である。 望ましい実施の形態では、滴下された材料滴の径は望ましい画素径（約２．９ 〜３．４ミル）にほぼ等しい。しかしながら、一般に、支持部材間の画素間隔（ 例えば、支持柱の間隔）は落下中の材料滴の径（例えば、２ミル）と落下後の材 料滴の径の差程重要ではない。支持部材（例えば、支持柱）間の水平方向間隔は 支持すべき下向きの面を含む面の直前の層において６材料滴径より小さいのが望 ましい。その間隔はより望ましくは落下中の材料滴の径の３倍より小さく、さら に望ましくは落下中の材料滴の径の１〜２倍より小さい。 支持柱が垂直方向に成長する際に所望のＸＹ位置からずれるのを抑えるために 定期的に架橋要素を用いると有効であることが分かった。一般には支持柱の径が 小さいほど頻繁に架橋要素ないし架橋層が必要である。この架橋要素は１層ない し複数層分の高さである。望ましい実施の形態においては、架橋要素が１層（１ 〜２ミル）であると効果が充分でなく、５層（５〜１０ミル）より厚いと支持構 造全体が堅くなり過ぎる。３画素ｘ３画素の支持体の場合は架橋要素の厚みは２ 層（２〜４ミル）から５層（５〜１０ミル）であるのが望ましく、３層（３〜６ ミル）であるのがより望ましい。さらに、架橋層が７５ミルから２インチ毎に設 けられるのが望ましく、１００から３００ミル毎に設けられるのがより望ましく 、１００から２００ミル毎に設けられるのがさらに望ましいことが分かった。他 の材料、他の造形パラメータ、他の造形条件の場合には、テスト物体の形成、分 析によって有効な架橋層厚および架橋層間隔を決定すればよい。 架橋層が定期的に使用される場合には、架橋層が全ての支持柱を結合するよう にしてもよいし、１回の架橋では支持柱の一部のみを結合し、他の支持柱をその 前後の架橋で結合するようにしてもよい。言い換えれば、架橋要素は中実な面を 形成してもよいし、一部の柱のみを結合して部分的に中実（例えば、市松模様） な面を形成してもよい。支持柱のＸＹ位置は架橋層の形成の前後で同じでもよい し、異なってもよい。 物体造形速度を大きくするだけでなく、支持体をより除去しやすくするととも に下向きの面の表面仕上げを向上させることのできる他の望ましい支持構造とし て、市松模様支持構造として知られているものがある。この支持構造の断面形状 が第１４図に示されている。各ラスターラインに沿って１画素置きに（３００画 素／インチ）滴下が行われ、隣接するラスターラインでは滴下位置が１画素分ず れている。この支持構造のある望ましい形態では、ＩＤオーバープリントは使用 されず、ＤＤオーバープリントあるいは複数回走査が使用されて、層毎の積み上 げ量を増加させる。ＤＤオーバープリントあるいは複数回走査を使用しないと、 上述の望ましい実施の形態のいくつかにおいては約１．３ミルの層厚が得られる のに対して、このタイプの支持構造の場合には０．４〜０．５ミル以下の層厚し か得られない。このタイプの支持構造において、ＤＤオーバープリントあるいは 複数回走査を使用しないでも、ＩＤオーバープリントを使用せずに、材料を単に 薄い層（例えば、０．３〜０．５ミル）を形成するように供給することも可能で ある。余分の材料は平滑化の過程で除去されてしまうだけであるから、オーバー プリントを必ずしも使う必要はない。ラスター走査が使用され、さらにオーバー プリントを使用してもしなくても層形成速度は同じであるため、この技術による 造形スタイルは４回のオーバープリントを使用する同等の造形スタイルに比べて 約３から４倍遅くなる。このように造形時間は相当長くなるが、状況によっては 、表面仕上げの向上がその造形時間の延長を充分補う。 市松模様支持構造を使用する場合には、柱の一体性を確保するために、一定間 隔（例えば、Ｚ方向高さ３０〜１００ミル毎に）で架橋層を使用するのが望まし い。架橋層はその効果を確保するのに充分な数の層（例えば、上述の架橋層とほ ぼ同じ厚さ）からなる必要がある。滴下／非滴下市松模様は硬化部分が１材料滴 幅（滴下幅）であり、硬化部分の中心間距離が１材料滴幅より大きく２材料滴幅 より小さい。 線支持構造（材料滴幅ベースで）は複数の線状部分からなる。各線状部分は幅 がほぼつぶれた材料滴の径１個分であり、線状部分の延長方向の間隔は１材料滴 幅より小さく（オーバーラップ）、 延長方向に直角な方向の間隔は１材料滴幅 より大きい。また線状部分の延長方向に直角な方向の間隔は２材料滴幅より小さ いのが望ましい。 Ｎ画素ｘＮ画素の支持柱の場合は、主走査方向にＮ画素滴下、１または２画素 非滴下、割送り方向にＮ画素滴下、１画素非滴下とするのが望ましい。柱の幅お よび間隔は画素間隔、材料滴幅、および使用されるオーバープリントに応じて計 算することができる。隣接する柱の滴下された材料間の間隔は１〜２材料滴幅よ り小さいのが望ましい。 他の可能性のある支持スタイルとしては中実もしくは一定間隔で切れた線を使 用することである。そのような線としては、幅が３画素幅（１０ミル）より小さ いのが望ましく、１〜２画素幅（３．３〜６．６ミル）以下であるのがさらに望 ましく、間隔が１〜２画素幅（３．３〜６．６ミル）以下であるのが望ましい。 このような支持部材は主走査方向に延びてもよいし、副走査方向に延びてもよい し、他の方向に延びてもよい。他の形式の支持構造としては物体の縁に沿った曲 線状の支持部材を使用してもよい。また同一の断面内の異なる領域で異なる支持 パターンを使用してもよい。また物体の縁からＮ画素（あるいは材料滴幅）分主 走査方向にずれていてもよいし、Ｍ画素（あるいは材料滴幅）分副走査方向にず れていてもよい。 また物体の面や縁領域を形成する材料とは異なる材料で支持部材を形成しても よい。さらに、物体に隣接する１枚ないし複数の層のみに異なる材料を使用して もよい。複合支持構造 選択積層造形に有用な他のタイプの支持構造としては複合支持構造がある。最 も簡単な意味では、複合支持構造とは少なくとも２つの異なるタイプの支持構造 を含む支持構造である。複合支持構造に使用する支持構造は支持構造の高さに応 じて変えるのが望ましく、特にどの点での支持構造も物体の上向きの面や下向き の面からの距離に応じて変えるのが望ましい。例えば、支持構造を設ける点が下 向きの面から所定の数（例えば、４〜９）の層だけ下に位置する場合は支持パタ ーンを変える。支持部材の単位面積当たりの材料滴密度、すなわち材料滴密度比 （単位面積当たりの滴下位置／非滴下位置の比）を下向きの面が近づくにつれて 小さくしてもよい。この場合には、高材料滴密度比の支持構造から低材料滴密度 比の支持構造に移行するときに１層ないし複数層の中間層を使用してもよい。 さらに、材料滴密度比を上向きの面から離れる（例えば、４層以上離れる）に つれて小さくしてもよい。この場合には、低材料滴密度比の支持構造から高材料 滴密度比の支持構造に移行するときに１層ないし複数層の中間層を使用してもよ い。支持構造を物体からの垂直距離だけでなく水平距離にも応じて変えることも 考えられる。例えば、物体と水平方向に接する場合には物体から離れている場合 に比べて異なるタイプの支持構造の方が有用な場合がある。第２０図は複合支持 構造の一例の側面図である。図示のようにこの支持構造は面２３から延びて下向 きの面２４を支持する。面２３は造形台でもよいし、造形中の物体の上向きの面 でもよい。この支持構造は次の５つの成分からなる。（１）面２３と接する細い 繊維状の柱２５（面２３が物体の上向きの面でない場合にはこの成分は無くとも よい）、（２）その繊維状の柱２５の上に設けられる、よりしっかりした柱２６ 、（３）中間層２７（最終架橋層）、（４）その中間層の上に設けられ、下向き の面２４と直接接触する細い繊維状の柱２８、（５）２本以上の前記柱２６を結 合する、柱２６間の様々な位置に分散された架橋層２９。 細い柱２５、２８はともに断面が１画素分（３．３ｘ３．３ミル）であり、第 １４ａ図に示すように市松模様を形成している。その結果、１画素間隔で配され 、面２３、２４から容易に分離することのできる一連の細い繊維状の柱が形成さ れる。これらは上述の市松模様の支持構造と同等なものである。１画素滴下、１ 画素非滴下の滴下パターンに基づいて、この支持構造の材料滴密度比は約１であ る。支持構造が物体の上向きの面上に設けられないときには柱２５は無くともよ い。 柱２５、２８は高さが３ミルから１５ミルの間である必要があり、約４から６ ミルであるのが望ましい。この支持構造は４回のＩＤオーバープリントによって 形成される物体に対して使用するのが望ましく、またこの支持構造をオーバープ リント無しに１回の走査で形成すると、物体部よりはるかに積み上げ速度が遅い ため、この支持構造の高さはできるだけ低く抑えるべきである。一方、針状の要 素は、物体の下向きの面がその上に供給されたとき、溶融してしまう傾向がある ので、この支持構造はある程度の高さを有するのが望ましい。 柱２６は断面が３画素ｘ３画素（９．９ミルｘ９．９ミル）であり、走査方向 に２画素、割送り方向に１画素の間隔で配される。この支持柱は上述の最も望ま しい支持構造と同等なものである。上述のように、主走査方向に間隔が大きいの は主にこの支持構造が４回のオーバープリントによって形成されるからである。 この柱によって形成される断面パターンは第１５、１８図に示されるようである 。したがって繊維状の柱２５、２８よりしっかりした一連の柱が形成される。 柱２６は柱２５、２８と異なり任意の高さでよい。それは断面が大きいために 物体とほぼ同じ速度で（約１．３ミル／層）積み上げることができるからである 。上述のように、隣接する柱を一定間隔で結合する橋２９を設け、柱がある程度 成長した後に起きやすい柱の曲がりを防止するのが望ましい。橋の間隔は前述の 範囲であるのが望ましい。 中間層２７は柱２６と２８の間の移行部を形成する任意の架橋層である。この ような移行層が有効である理由は、柱２８の太さが柱２６の間隔とほぼ同じかそ れより小さいため、移行層がないと柱２８が柱２６と柱２６の間に落ちてしまう おそれがあるからである。１つの望ましい方法として、中間層を全体的には使わ ずに、柱２８を柱２６の上に注意深く位置させて、必要なところにのみ中間層２ ７を使用するようにしてもよい。 もし使う場合には、この中間層は上述の架橋層とほぼ同じ厚みであるのが望ま しい。柱２５と２６の間に中間層を必要としないのは柱２６の断面が柱２５の間 隔より大きいからである。したがって柱２６は中間層無しに柱２５の上に直接形 成してよい。 前述の支持構造の他の組み合わせを用いる他の複合支持構造も可能である。こ れらの複合支持構造および前述の他の支持構造は物体の内部を形成するのにも使 用することができる。 支持構造の形成方法にはさらに変更例がある。例えば、支持構造を物体部とは 異なる材料で形成することもできる。さらに、上述の支持構造の隙間に水等の流 体を入れて、支持力を増加させたり、放熱を助けたりしてもよい。この場合には 、造形材料より密度の大きい流体を用いるのが有利である。これによって柱の間 の隙間に落ちる材料滴に浮力を与えることができる。またその流体の材料は、流 体と柱の間にメニスカスが形成されないように、表面エネルギーが造形材料の表 面エネルギーと一致するものを選ぶ必要がある。例えば、界面活性剤が使用でき る。 また、柱の間の隙間から空気を上方に吹き付けてもよい。この方法によれば、 放熱効果と浮力効果が得られる。また、支持柱の数を減らし（例えば、支持柱の 間隔を０．１〜１インチ以上とし）、その間の隙間に粒子を充填してもよい。さ らに、この粒子を、材料滴を作業面に達する前に硬化させることによって（例え ば、供給ヘッドと作業面の間の距離を大きくすることによって）、あるいは作業 面に達する前に材料滴に昇華性の（固体から直接気化する）材料をコーティング することによって、造形材料から形成することもできる。 支持構造が物体を造形台の表面から５０から３００ミル離すのが望ましい。造 形台上に直接物体を形成してもよい。この場合に、造形台上に、物体を堅い造形 台から分離しやすくするとともに、それ自体も物体から分離しやすい柔軟なシー トを敷いてもよい。物体を造形台から分離するのに電気ナイフを使用してもよい が、この場合には物体を造形台の表面から１５０から３００ミル上方に支持する のが望ましい。長い歯を有する櫛状の道具が支持構造を造形台から分離するのに 有効であることが分かった。この場合、その道具の厚みによって、物体と造形台 間の必要な間隔が定まり、一般に５０から２００ミルである。支持構造は、軽く 擦ったり、ブラッシングしたり、歯科用の器具のような小さなプローブを使用し たりして物体から除去することができる。 また、各実施の形態を自動物体分離機能と冷却台を有する集積的な装置に組み 込んでもよい。さらに、造形材料、充填材、あるいは異なるラスターラインや滴 下位置に使用する異なる材料として、低融点金属を使用してもよい。 さらに、物体部を造形するための材料滴より大きな材料滴を使用して支持構造 を形成してもよい。また粉末支持体を使用してもよい。前述のように、この粉末 支持体は、材料滴を作業面に達する前に硬化させることによって形成することが できる。 さらに、主走査の向きを変えたり（例えば、ＹまたはＺ）、副走査の向きを変 えたり（例えば、ＸまたはＺ）、積層の向きを変えたり（例えば、ＸまたはＹ） して造形してもよい。物体とプリントヘッドの所望の相対移動を得るために他の 絶対運動体系を使用してもよい。例えば、プリントヘッドを３方向全てに絶対運 動させてもよいし、物体を３方向全てに絶対運動させてもよい。また、プリント ヘッドあるいは物体の非デカルト運動を使用してもよいし、ジェットの方向を層 によって変えてもよいし、層の部分によって変えてもよい。 以上いくつかの実施の形態を見出しを付けて説明したが、これらの実施の形態 は見出しの題目のみに関連するものではない。さらに本明細書を読みやすくする ために見出しを使用したが、その見出しの題目に関連する全ての開示がその項の みに当てはまるものではない。本明細書に開示した全ての実施の形態は単独でも 有用であるし、他の実施の形態と組み合わせても有用である。 本発明の種々の実施の形態とその応用について以上説明したが、本発明の思想 から外れることなく多くの変更が可能であることは当業者には明らかであろう。 このように、本発明は、請求の範囲以外によっては限定されない。 明細書 選択積層造形システムにおけるデータ操作 およびシステム制御の方法および装置 本出願は、１９９６年９月２７日に出願され、現在係属中の米国特許出願第０ ８／５３４，８１３号の一部継続出願である。 技術分野 本発明は、３次元物体の形成のためのデータ操作および造形制御の技術に関し 、特に高速試作量産（Rapid Prototyping & Manufacturing：ＲＰ＆Ｍ）システ ムにおいて使用する技術に関し、さらにはサーマルステレオリソグラフィー（Th ermal Stereolithography：ＴＳＬ）システム、溶融積層造形（Fused Depositio n Modeling：ＦＤＭ）システム等の選択積層造形（Selective Deposition Model ing：ＳＤＭ）システムにおいて使用する、データ操作および造形制御の方法お よび装置に関するものである。 背景技術 近年、３次元物体の製造システムあるいは高速試作量産（ＲＰ＆Ｍ）システム を自動化あるいは半自動化するために様々な方向からのアプローチがなされてい る。それらのアプローチはいずれも、３次元物体を表す３次元コンピュータデー タを使用して、複数の層を形成し、積層することによって３次元物体を造形する ことを特徴としている。これらの層は、物体断面、構造層、物体層あるいは単に 層（もし文脈から所定形状の固化した構造物をさしていることが明らかであれば ）とも呼ばれる。各層は、３次元物体の一断面をなしている。通常各層はそれま でに形成積層された層の積層体上に形成、積層される。ＲＰ＆Ｍ技術において、 厳格に一層ずつ造形するのではなく、最初の層の一部のみを形成し、最初の層の 残りの部分を形成する前に、少なくとも次の一層の少なくとも一部を形成するよ うにすることも提案されている。 そのようなアプローチの１つでは、未硬化の流動性のある材料の、連続した複 数の層を作業面に供給し、その後その各層を所望のパターンで所定の刺激に選択 的に暴露して硬化させ、その硬化した層をそれまでに形成された積層体に付着さ せることにより３次元物体を造形する。この方法では、材料は物体層の一部とな らない領域および物体層の一部となる領域の両方の作業面に供給される。この方 法の典型が、Hullに与えられた米国特許第４、５７５、３３０に述べられている ようにステレオリソグラフィー（ＳＬ）である。このステレオリソグラフィーの 一実施例によると、所定の刺激はＵＶレーザーからの放射線であり、材料は光重 合性ポリマーである。この方法の別の例は、Deckardに与えられた米国特許第４ 、８６３、５８３号に述べられている選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）であり、所 定の刺激はＣＯ₂レーザーからのＩＲ放射線であり、材料は焼結可能な粉末であ る。３番目は、Sachs等に与えられた米国特許第５、３４０、６５６号および第 ５、２０４、０５５号に述べられている、３次元印刷（３ＤＰ）および直接シェ ル製造キャスティング（ＤＳＰＣ）であり、所定の刺激は化学的結合剤（例えば 接着剤）であり、材料は化学的結合剤を選択的に与えられると互いに結合する粒 子からなる粉末である。 第２のアプローチでは、所望の形状および大きさを有する物体断面をシート状 材料から切り出し、積層することにより物体が形成される。実際的には、紙シー トが使用され、各シートはそれまでに切り出され、積層されたシートの積層体上 に積層してから、カットされのが普通であるが、カットしておいてから積層する ことも可能である。このアプローチの典型が、Feyginに与えられた米国特許第４ 、７５２、３５２号に述べられている積層物体製造法（ＬＯＭ）であり、シート を所望の形状および大きさにカットする手段はＣＯ₂レーザーである。Kinzieに 与えられた米国特許第５、０１５、３１２号もまたＬＯＭを扱っている。 第３のアプローチでは、物体層は未硬化の流動性のある材料を物体層の一部と なる領域において所望のパターンで作業面上に選択的に供給することにより形成 される。その供給中あるいは供給後に、供給された材料を硬化させて、その硬化 した層をそれまでに形成された層の積層体上に重ねる。これらのステップを繰り 返して物体を一層一層形成する。この物体造形技術は一般的には選択積層造形（ ＳＤＭ）と呼ばれている。このアプローチとと第１のアプローチとの主な違い は、材料が物体層の一部になる領域にのみ選択的に供給されることにある。この アプローチの典型は、Crumpに与えられた米国特許第５、１２１、３２９号およ び第５、３４０、４３３号で述べられている、溶融積層造形（ＦＤＭ）であり、 材料は、流動状態において、材料の流動可能温度より低い温度にある環境に供給 され、その後冷却硬化される。第２の例は、Pennに与えられた米国特許第５、２ ６０、００９号に記載の技術である。第３の例は、Mastersに与えられた米国特 許第４、６６５、４９２号、第５、１３４、５６９号、第５、２１６、６１６号 に述べられている、弾道粒子製造法（Ｂallistic Ｐarticle Ｍanufacturing： ＢＰＭ）であり、粒子が物体断面を形成するように所定の位置に向けて発射され る。第４の例は、Almquist等に与えられた米国特許第５、１４１、６８０号に記 載されている、サーマルステレオリソグラフィー（ＴＳＬ）である。 ＳＤＭ（他のＲＰ＆Ｍ技術と同様に）を使用する際、所望の物体を製造するの にどの方法およびどの装置が適切であるかは、多くの要因に依存する。これらの 要因は一般には同時に最適化できないので、適切な造形技術、および関連する方 法および装置の選択には、個々のの要求および状況により、妥協が必要となる。 考慮されるべき要因は、１）設備コスト、２）運転コスト、３）製造スピード、 ４）物体の精度、５）物体の表面仕上げ、６）形成される物体の材料特性、７） 物体の予想用途、８）異なる材料特性を得るための二次加工の可能性、９）使用 容易性およびオペレーターに関する制約、１０）要求されるあるいは所望の操作 環境、１１）安全性、１２）後処理にかかる時間および労力、を含む。 ３次元物体をより効果的に造形するために上記要因のできるだけ多くを同時に 最適化することが長く望まれていた。例えば、上記選択積層造形（ＳＤＭ）（例 えばサーマルステレオリソグラフィー）、を使用して物体を造形する際には、設 備コストを上げずに、造形速度を上げ、装置設定時間およびファイル作成時間を 短縮することが長い間の懸案になっている。この点に関して重要な問題は、造形 データの作成と操作の満足のいく技術の必要性であった。もう１つの重要な問題 は造形中に物体を支えるのに適切な支持構造データを作成する充分な技術が必要 であるということである。さらに、膨大な量のデータをリアルタイムで操作でき 、ジェットの失火や誤作動を補償することができ、必要な順序でアクセスするこ と ができるようにデータを調整することができ、形状感応型の造形スタイルと滴下 法を効果的に提供できる制御ソフトウエアの存在も問題であった。データ作成技 術を必要とするＳＤＭに使用する適切な造形スタイルと支持構造については米国 特許出願No.08/534,813に記載されている。 従来技術の前述のような問題を解決することのできる、データ作成、制御方法 および装置が長い間望まれているが、未だに実現されていない。 本明細書の以上の部分において挙げた特許はその公報の全文をここに引用した ものとする。 関連特許出願 以下の出願は全文をここに引用したものとする。 本出願の被譲渡人である、３Ｄ Systems Inc,.は本出願を次の関連出願と同 時に提出した。次の出願は全文をここに引用したものとする。 サーマルステレオリソグラフィーや溶融積層造形技術によると、３次元物体は 流動状態になるまで加熱されて供給される材料によって１層１層形成される。材 料はディスペンサーから半連続的な流れとして供給してもよいし、滴として供給 してもよい。材料を半連続的な流れとして供給する場合には作業面の基準はそれ ほど厳しくなくともよいと考えられる。サーマルステレオリソグラフィーの初期 の例が米国特許No.5,141,680に記載されている。この出願は全文をここに引用し たものとする。サーマルステレオリソグラフィーは反応性や毒性の材料を使用し ないために、オフィス内等で使用するのに適している。さらに、その材料を使用 して造形する場合に、放射線（例えば、紫外線、赤外線、可視光線等のレーザ光 線）を使用することもないし、材料を燃焼温度まで加熱する（例えば、LOM技術 では断面の境界に沿って材料を燃やすことがある）こともないし、反応性材料（ 例えばモノマーや感光性ポリマー）や毒性化学物質（例えば溶媒）を使用するこ ともないし、騒音を発生したり、操作を間違えると危険のあるような切削工具を 使用することもなく、単に材料を流動状態になるまで加熱して、選択的に供給し 、冷却することによって造形がなされる。 上述の米国特許出願No.08/534,813はTSL原理に基づく望ましい選択積層造形シ ステムに使用することのできる、造形／支持スタイルと構造に主に関するもので ある。他のSDMシステム、および他のRP&Hシステムに使用することのできる他の 造形／支持スタイルと構造も開示されている。 上述の米国特許出願No.08/535,772はSDM/TSLの望ましい実施の形態で使用され る望ましい材料に関するものである。使用可能な他の材料および方法も記載され ている。 上述の米国特許出願No.08/534,447は本出願の親出願であり、TSL（サーマルス テレオリソグラフィー）原理に基づいた選択積層造形(SDM)システムにおいて使 用する、３次元物体データを支持部データと物体部データに変換するデータ変換 技術に関するものである。さらにこの出願は、後述の望ましいSDM/TSLシステム を制御するための、様々なデータ操作、データ制御、システム制御にも関するも のである。SDMシステム、および他のRP&Mシステムに使用することのできる他の データ操作、データ制御技術も開示されている。 この出願の被譲渡人、3D Systems Inc．はRP&Mの分野、そのうちでも、特に光 りベースのステレオリソグラフィー、の多くの米国特許出願や米国特許の所有者 である。当社所有の以下の米国特許出願および米国特許は全文をここに引用した ものとする。 発明の要約 本発明は選択積層造形技術を使用して形成される３次元物体の造形に使用され るデータ生成、データ操作、システム制御に関する多数の問題を取り扱うため、 独立してあるいは組み合わせて使用される多くの技術（方法および装置）を含ん でいる。主にＳＤＭ技術に関するものであるが、以下に記載の技術は、データ操 作、生成技術を向上させて装置の処理能力を向上させるために前述のような他の ＲＰ＆Ｍ技術に対しても色々な方法で適用することができる。さらに、ここに記 載の技術は、１種類または２種類以上の造形材料および／または支持体材料を使 用する選択積層造形システムに適用することができるが、そこでは一部を選択的 に供給し、他を非選択的に供給してもよいし、材料の全体あるいは一部を加熱し て積層するようにしてもよいし、そうでなくともよい。 またここに記載の技術は、造形材料（例えばペンキ、インク）に溶媒（例えば 水、アルコール、アセトン、ペンキシンナー等の所定の造形材料に適切な溶媒で あり、その溶媒を、例えば供給材料を加熱したり、材料を減圧した造形室内に供 給したり、あるいは単に溶媒が気化するのに充分な時間を与えたりして、除去す ることによって供給後あるいは供給中に材料を硬化させることのできるもの）を 加えて供給可能なように流動化するようにしたSDMシステムにも応用することが できる。さらに、造形材料（例えばペンキ）は、チキソトロピーを示すものでも よく、この場合材料への剪断力を増加させることによって材料の供給を促進させ るようにしてもよいし、あるいはそのチキソトロピー特性を単に供給後の材料の 形を保持するのに利用してもよい。さらに、造形材料は、自体が反応性のもの（ 例えば光重合体、熱重合体、１液性あるいは２液性エポキシ材料、前記材料の１ つとワックスあるいは熱可塑樹脂材料とを組み合わせたような結合材料）、ある いは他の材料（例えば焼き石膏と水）と組み合わさった際、少なくとも硬化可能 なものでもよく、供給後、前記刺激（例えば、熱、ＥＭ放射（可視、ＩＲ、ＵＶ 、Ｘ線等）、反応化学薬品、２液性エポキシの第２液、組み合わせ材料の他の成 分）を適切に与えることによりその造形材料を反応させ、硬化させるようにして もよい。もちろん、サーマルステレオリソグラフィー材料および材料供給技術は 単独で、あるいは上記別の例と組み合わせて使用されてもよい。さらに、ホット メルトインクジェット、バブルジェット等の、単一あるいは複数のインクジェッ ト装置、連続あるいは半連続フローの、単一あるいは複数のオリフィス押し出し ノズ ルあるいはヘッドによって材料を供給する等の種々の材料供給技術を使用するこ とができる。 本発明の第一の目的は、３次元物体データを断面データに変換する方法および 装置を提供することである。 本発明の第二の目的は、３次元物体データを断面データに変換するための方法 および装置を含む物体造形の方法および装置を提供することである。 本発明の第三の目的は、３次元物体データから支持体データを得るための方法 および装置を提供することである。 本発明の第四の目的は、支持体データを得、物体形成の際にその支持体データ を使用する方法および装置を含む物体造形の方法および装置を提供することであ る。 上記目的は、本発明の異なる特徴によりそれぞれ達成可能であり、本発明の技 術を様々に組み合わせることによりさらに他の目的が達成される。 本発明の他の目的は本記載から明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は好ましいサーマルステレオリソグラフィーシステムの図、 第２ａ、２ｂ図は第１図のプリントヘッドのオリフィスプレートを異なった角 度から見た図、 第３図は第１図のプラナイザの詳細図、 第４図はオリフィスプレート上の隣接したノズルと隣接したラスターラインと の間の相対的距離を示す図、 第５図はシステムのデータ解像度を決定するピクセルグリッドを示す図、 第６ａ〜６ｄ図はオーバープリントスキームを示す図、 第７図は本発明の第１の実施の形態を示す図、 第８ａ、８ｂ図はＳＴＬファイルとスライス面の交差を示す図、 第９図はブール抽出演算の結果を示す図、 第１０図は本発明の第２の実施の形態を示す図、 第１１ａ図はＺ方向の三角形のソートを説明する図、 第１１ｂ、１１ｃ図はアクティブな三角形の選択を説明する図、 第１２ａ、１２ｂ、１２ｃ図は、断面データの種々の表現形式を示す図、 第１３ａ、１３ｂ、１３ｃ図は、異なる走査線に対応付けられているリストへ の移行点データの組み込みを説明する図、 第１４、１５図はブール抽出操作を詳細に説明する図、 第１６、１７図はブール加算、ブール減算、ブール乗法を説明する図、 第１８〜２１図は中間層を使用して支持構造を発生する２段階処理を説明する 図、 第２２図は支持構造を発生する３段階処理を説明する図、 第２３〜２６図はスタート／ストップデータを連続するワードに記憶する方法 を説明する図、 第２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂ図はス タート／ストップ移行点を表すリストデータをメモリーに割り当てる方法を説明 する図、 第３１図は同じ数の移行点で表される連続した走査線の特性を説明する図、 第３２図はスタート／ストップデータの画素化によって発生する数量化誤差を 説明する図、 第３３図はＲＬＥデータの変換を説明する図、 第３４ａ〜３４ｃ図は支持構造を形成するのに使用するデータの図、 第３５ａ、３５ｂ図は本発明の望ましい実施の形態においてなされる傾斜部分 に対する仮定を説明する図、 第３６ａ〜３６ｃ図はその実施の形態で使用されるリングバッファを説明する 図、 第３７図は複合支持構造を示す図、 第３８ａ、３８ｂ図はスタイルの例をそれぞれ示す図、 第３９ａ、３９ｂ、３９ｃ図は物体部と支持部の時として起きる干渉を説明す る図、 第４０ａ〜４０ｃ図はスタイルファイルの使用法の例を示す図、 第４１ａ〜４１ｆ図は他のスタイルを示す図、 第４２ａ〜４２ｅ図はデータのスキューを説明する図、 第４３図はエンコーダの線を示す図、 第４４図はカウンタを１個しか使用しない場合に起きる解像力の問題を説明す る図、 第４５ａ、４５ｂ図は２個のカウンタを使用して走査方向の解像力を上げるア ルゴリズムを説明する図、 第４６ａ図は間隙を有する物体を、異なる支持構造がその上に形成される仮定 的な高さおよび領域とともに示す側面図、 第４６ｂ図は間隙が異なる形式の支持構造で埋められた第４５ａ図に示す物体 の側面図、 第４７図はＲＬＥファイルの概念的なフォーマットを示す。 発明の詳細な説明 既に述べたように、本発明は選択積層造形（ＳＤＭ）システムにおける使用に 適した支持技術および造形技術を実行するためのデータ操作技術とシステム制御 技術に関するものである。特に、好ましいＳＤＭシステムはサーマルステレオリ ソグラフィー（ＴＳＬ）システムである。好適の実施の形態について、先ず望ま しいＴＳＬシステムを説明し、実施の形態の詳細については適宜説明する。好ま しい造形および支持技術、望ましい材料の配合および特性等のより詳細は、前に 引用した米国特許出願番号第０８／５３４，４４７号、第０８／５３５，７７２ 号、第０８／５３４，４７７号に記載されている。さらに他の代替可能なシステ ムが前に引用した多数の出願および特許に記載されている。特に、ＳＤＭ、ＴＳ Ｌあるいは溶融積層造形（ＦＤＭ）に直接関係するか適用可能であるものとして 参照したような出願および特許に記載されている。このように、後述のデータ操 作技術およびシステム制御技術は、多様なＳＤＭ、ＴＳＬおよびＦＤＭシステム に適用可能であり、ここで記載された実施の形態に限るものでないと解釈すべき である。 ＳＤＭ／ＴＳＬを実行する装置の好適な例を第１図に示す。その装置は、材料 供給台１８、供給ヘッド９（例えばマルチオリフィスインクジェットヘッド）を 備え、供給ヘッド９は材料供給台１８上に位置されている。材料供給台１８は、 結合部材１３を介してＸ−ステージ１２に摺動可能に結合されている。Ｘ−ステ ージ１２は、制御コンピュータあるいはマイクロプロセッサ（図示せず）により 制御され、材料供給台１８をＸ軸方向すなわち主走査方向に前後動させる。さら に、材料供給台１８の両側や供給ヘッド９とプラナライザー１１の間にファン（ 図示せず）が配され、所望の造形温度が維持されるよう、供給された材料および 造形台を冷却する空気を垂直下方向に吹き付ける。ファンおよび／または他の冷 却システム用の他の適切な取付構造としては、気化可能な液体（例えば水、アル コール、溶剤）を物体の表面に向けて噴射するミスト装置等他のものも可能であ る。冷却システムは、供給された材料を所望の造形温度範囲内に維持するように 熱を奪う、温度感知装置とコンピュータによって制御される、能動型あるいは受 動型技術を含んでもよい。 供給ヘッド（プリントヘッド）９は、例えば熱可塑樹脂あるいはワックス等の 材料のようなホットメルトインクを噴出するように形成された市販のものであり 、プリントヘッドの前後動および加速を必要とする３次元造形システムに使用で きるように改造されている。プリントヘッドの改造と同時に、付属の材料タンク を、プリントヘッドの加速によってタンク内に残される材料ができるだけ少なく なるように形成する必要がある。好適な例としては、ニューハンプシャー州ナシ ュアにあるスペクトラ社販売の、９６ジェット商用プリントヘッド、モデルＨＤ Ｓ９６ｉ、の材料タンクを改造したものがある。このプリントヘッドは、前に引 用した米国特許出願第０８／５３４，４７７号記載のマテリアルパッケージング ＆ハンドリングサブシステム（図示せず）から流動状態の材料を供給される。望 ましい実施の形態では、各オリフィス（すなわちジェット）が材料滴を所望の位 置に供給するよう適切に配置され、ヘッド上の９６ジェットの全てがコンピュー タ制御され、オリフィスプレート１０を通じて選択的に材料滴を射出する。実際 には、１秒間に約１２、０００から１６、０００の命令が、各ジェットの位置と 所望の材料供給位置に応じて、各ジェットに対し発射する（材料滴を供給）、し ない（材料滴を供給しない）を制御するために送り出される。また、実際には、 発射命令は全てのジェットに対して同時に出されるのが望ましい。ヘッドはジェ ットを選択的に発射させ、溶融材料滴をオリフィスプレート１０の１個ないし数 個の オリフィスを通って同時に吐出させるようコンピュータ制御される。もちろん、 別の好適実施例においては、ジェット数の異なるヘッドを使用してもよいし、別 の発射頻度でも差し支えないし、状況が許せばジェットの発射は同時でなくても 差し支えない。 オリフィスプレート１０は、材料供給台１８の下面から材料滴が射出されるよ うに材料供給台１８に取り付けられている。そのオリフィスプレートは第２ａ、 ２ｂ図に示されている。望ましい例においては、オリフィスプレート１０（オリ フィス列）は第２ａ図に示すように、主走査方向（Ｘ方向）にほぼ直角に配され 、９６個の（Ｎ＝９６）の個別に制御できるオリフィス１０（１）、１０（２） 、１０（３）・・・ １０（９６）を備えている。各ジェットは圧電素子を備え ており、その圧電素子は発射パルス信号を受け取ると、圧力波を材料に向けて発 射する。この圧力波によって材料滴がオリフィスから発射される。９６個のジェ ットは個々のジェットに入力される発射パルス信号の入力速度と入力タイミング を制御する制御コンピュータによって制御される。第２ａ図において、オリフィ ス間隔ｄは、望ましい例では、約８／３００インチ（約２６．６７ミル、０．６ ７７ｍｍ）である。したがって９６オリフィスでは、オリフィスプレート１０の 実効長さＤは約（Ｎｘ８／３００インチ）＝（９６ｘ８／３００インチ）＝２． ５６インチ（６５．０２ｍｍ）である。望ましい実施の形態では、プリントヘッ ド９とオリフィスを目標発射位置に位置させるためにラスタースキャンを使用す る。各層のプリント工程は、目標滴下位置に対するプリントヘッド９の一連の動 きによってなされる。プリントヘッド９が主走査方向へ動くときにプリントがな されるのが普通である。次にプリントヘッド９を副走査方向にわずかに動かし（ この間材料滴は発射されない）、次に材料滴を発射しながらプリントヘッド９を 主走査方向反対向きに動かす。この主走査と副走査はその層が形成し終わるまで 交互に繰り返される。 他の望ましい実施の形態においては、主操作中にわずかな副走査が行われる。 主走査方向の走査速度と副走査方向の走査速度の間に大きな差があるため、この 実施の形態においても、主走査方向にほぼ平行で副走査方向にほぼ直角な走査線 に沿って材料滴が供給される（すなわち主走査方向と副走査方向はほぼ直角に維 持される）。さらに他の望ましい実施の形態では、ベクトルスキャンまたはベク トルスキャンとラスタースキャンの組み合わせが使用される。材料滴の位置を適 切に制御できるアルゴリズムを用いれば、主走査方向と副走査方向は直角でなく ともよい。 他の望ましい実施の形態では、プリントヘッド９は主走査方向に直角をなさな いように取り付けられる。すなわち、第２ｂ図に示すように、プリントヘッド９ は主走査方向に角度αをなすように取り付けられる。この場合には、オリフィス 間隔はｄからｄ’（＝ｄ ｘ ｓｉｎα）に短縮され、プリントヘッド９の実効 長さはＤ’（＝Ｄ ｘ ｓｉｎα）に短縮される。この間隔ｄ’が副走査方向（ 主走査方向にほぼ直角）の所望のプリント解像力に等しいときの角度αを「サー ベル角(saber angle)」と見なす。 間隔ｄ（望ましい実施の形態を使用した場合）またはｄ’（望ましい変更例を 使用した場合）が所望のプリント解像力をもたらさないときは（プリントヘッド の角度がサーベル角でないとき）、層のプリント効率を最大にするためには、所 望のプリント解像力をｄまたはｄ’がその所望の解像力の整数倍となるように選 択する必要がある。同様に、α≠９０°のときには、副走査方向だけでなく主走 査方向にもジェット間隔がある。この間隔ｄ”はｄ”＝ｄ ｘ ｃｏｓαである 。これは、主走査方向の所望の解像力がｄ”の整数倍であるとき（発射位置が長 方形のグリッド内にあるとして）プリント効率が最適になることを示している。 言い換えれば、角度αは、ｄ’およびｄ”の少なくともどちらか一方（望ましく は両方）を適切な整数Ｍ、Ｐで除すると所望の副走査方向および主走査方向の解 像力が得られるように選択される。上述の望ましいプリントヘッドの向き（α＝ ９０°）を使用すると、良好な効率を維持しつつ、主走査方向のプリント解像力 を任意のものとすることができる点で有利である。 他の望ましい実施の形態においては、複数のプリントヘッドを使用する。この 場合に、複数のプリントヘッドを長手方向に（副走査方向に）並べてもよいし、 背中合わせに（主走査方向に）並べてもよい。背中合わせの場合には、それぞれ のプリントヘッドのオリフィスは同じラインをたどるように主走査方向に整列し ていてもよいし、互いに副走査方向に位置がずれて異なる主走査ラインに沿って 材料を供給するようにしてもよい。特に、背中合わせのプリントヘッドのオリフ ィスを副走査方向に所望のラスター走査線間隔だけ位置をずらせて主走査数を減 らすようにするのが望ましい。他の望ましい実施の形態では、データによって規 定される供給位置は長方形のグリッド内の画素によらずに他のパターン（例えば 、ジグザグパターン）で配された画素によって位置決めしてもよい。すなわち、 層の一部または全体に対して、供給すべき領域の個々の特性に応じた部分的画素 オフセットを得るために、供給位置のパターンが層毎に一部または全体的に変わ ってもよい。 現時点での望ましいプリント技術では、主走査方向には１インチあたり３００ 、６００または１２００滴、副走査方向には１インチあたり３００滴の材料滴が 供給される。 第１、３図において、プラナライザー１１は模様付きの（刻み目つき）の表面 を有する加熱回転シリンダー１８ａを備えている。そのシリンダー１８ａの機能 は先行層の材料の一部を溶融し、移送し、除去してその表面を平らにし、直前に 形成された層を所定の厚みにするとともに、直前に形成された層の正味の上面高 さを所定の高さにする（すなわち、物体の次の層を形成するための所望の作業面 ないし作業面高さを設定する）ことである。１９はプリントヘッドによって供給 直後の材料の層を示す。回転シリンダー１８ａは材料供給台１８にその下面から Ｚ方向に突出してオリフィスプレートの下方で所望の高さで材料層１９と接触す るように取り付けられている。望ましい実施の形態ではこの量は０．５ｍｍから １．０ｍｍに設定される。回転シリンダー１８ａが回転すると、形成直後の層か ら材料の一部２１を押しのけて、その通った後に平らな面２０を残す。材料２１ は回転シリンダー１８ａの刻み目のある面に付着し、ワイパー２２に接触する。 図示のように、ワイパー２２は回転シリンダー１８ａの表面から材料２１を効果 的に掻き落とすように配されている。材料はまだ流動性を有するので、米国特許 出願No.08/534,477 に記載されている"Material Packaging & Handling Subsys tem"によって取り出され、廃棄またはリサイクルされる。 第１図に示すように造形台１５が使用される。３次元物体もしくは部品１４が その造形台１５上で形成される。その造形台１５はＹステージ１６ａ、１６ｂに 摺動自在に取り付けられており、そのＹステージはコンピュータの制御下に造形 台１５をＹ方向に（割送り方向、副走査方向）前後動させる。その造形台１５は Ｚステージ１７にも取り付けられており、そのＺステージはコンピュータの制御 下に造形台１５をＺ方向に（一般に造形中に徐々に下方に）上下動させる。 物体の断面を形成するため、Ｚステージは物体１４の、直前に形成された（供 給され、場合によっては平滑化された）断面がプリントヘッド９のオリフィスプ レート１０の下方所定の距離に位置するように、造形台１５をプリントヘッド９ に対して移動させる。プリントヘッド９はＹステージ１６ａ、１６ｂと協働して ＸーＹ造形領域を１回ないし数回走査する（プリントヘッドはＸ方向に前後動し 、Ｙステージ１６ａ、１６ｂは造形中の物体をＹ方向に平行移動させる。）。直 前に形成された物体の層とその支持体が次の層とその支持体用の材料を供給する ための作業面を形成する。ＸＹ方向の平行移動の間に、プリントヘッドのジェッ トが先行層に対して、所定の位置でそれぞれ発射し、物体の次の断面の層を形成 するためのパターンと順序で材料を供給する。この供給過程の途中で材料の一部 が上述のようにしてプラナライザー１１によって除去される。上述のＸ、Ｙ、Ｚ 方向の移動と材料供給と平滑化を繰り返して、選択的に供給積層された複数の層 から物体を造形する。平滑化は材料供給とは独立して行ってもよい。また平滑化 を全ての層に対しては行わず、選択された層のみに行ったり、定期的に行ったり してもよい。 前述したように、ある望ましい実施の形態では、プリントヘッド９はラスター パターンで走査する。この例が第４図に示されている。図示のように、ラスター パターンは、Ｙ方向（割送り方向、副走査方向）に間隔を置いてＸ方向（主走査 方向）に走る、一連のラスターラインR(1)，R(2),・・・R(N)からなっている。 ラスターライン間の間隔ｄは、ある望ましい実施の形態では１／３００インチ（ 約３．３ミル、約８３．８μｍ）である。プリントヘッド９のオリフィスも距離 ｄだけ間隔をおいて並べられており、そのｄの値は前述のように約２６．６７ミ ル（０．６７７４μｍ）であり、また所望の数のラスターラインはオリフィスプ レート１０の長さ、約２．５６インチ（６５．０２ｍｍ）、より長く割り送り方 向に延びているため、全てのラスターラインをカバーするためには、プリントヘ ッ ド９は、作業面上を複数回走査しなければならない。 これは次の２工程処理で行われる。まず最初の工程では、プリントヘッド９の １走査毎にＹステージ１６ａ、１６ｂを距離ｄだけ副走査方向に割り送りながら 、プリントヘッド９に作業面を主走査方向に８回走査させる。次に、第２の工程 で、Ｙステージ１６ａ、１６ｂをオリフィスフルート１０の長さ（２．５６００ インチ）＋ｄ_r（０．０２６７インチ）＝２．５８６７インチ（６５．７０ｍｍ ）だけ割り送る。この２工程を繰り返して全てのラスターラインをカバーする。 言い換えれば、望ましい２工程処理は、主走査と、所望のラスターライン解像力 に等しい量の副走査とを、隣接する２つのジェットによって最初に形成されるラ インの間の全てのラスターラインの走査が終わるまで、交互に繰り返す第１の工 程と、割送り方向に大きく送る第２の工程を備えている。この第２の工程におけ る大きな割送りは、プリントヘッドの両端のオリフィスの間の間隔に１ラスター ライン間隔を加えたものに等しい。この第１、第２の工程は物体の断面（次の断 面を形成するのに必要な支持体も含めて）を形成するのに必要な全てのラスター ラインに沿って材料を供給し終わるまで繰り返される。 最初の１走査では、例えば、プリントヘッド９はラスターラインＲ（１）、Ｒ （９）、Ｒ（１７）・・・をそれぞれオリフィス１０（１）、１０（２）、１０ （３）・・・で走査する。次にＹステージが造形台１５を距離ｄ_r（１ラスター ライン間隔）だけ割送り方向に動かす。次の１走査では、プリントヘッド９はラ スターラインＲ（２）、Ｒ（１０）、Ｒ（１８）・・・をそれぞれオリフィス１ ０（１）、１０（２）、１０（３）・・・で走査する。これをこの後６回繰り返 す。すなわちプリントヘッドの１走査毎にＹステージを距離ｄだけ副走査方向に 割り送りながら、プリントヘッドに作業面を主走査方向に８回走査させる。 この８回の走査からなる第１の工程の後に、さらに形成すべきラスターライン があるときには、前記第２の工程を実行する。この第２の工程では、Ｙステージ が造形台をオリフィスプレートの全長＋ｄ_r、２．５８６７インチ（６５．７０ ｍｍ）だけ動かす。この後必要ならば、第１の工程と第２の工程を繰り返す。上 記２工程を繰り返して、所望の全てのラスターラインを走査する。他の送りパタ ーンを使用することもできる。この時Ｙ方向正および負の両方向の動きを含むも の でもよい。これは最初に飛ばされたラスターラインを走査するときに行われるが 、これについては「飛越し（interlacing）」と称する技術に関連して詳細に説 明する。 インクジェットの発射は制御コンピュータもしくは他のメモリーに記憶されて いる長方形のビットマップによって制御される。そのビットマップはメモリーセ ルのグリッドからなっており、そのグリッドにおいては、各メモリーセルが作業 面上の１画素に対応し、セルの行は主走査方向（Ｘ方向）に延び、列は副走査方 向（Ｙ方向）に延びている。行の幅（Ｙ方向の間隔）は列の幅（Ｘ方向の間隔） と異なっていてもよく、その場合はＸ方向とＹ方向でデータ解像力が異なること を示している。また他の望ましい実施の形態では、同一の層内もしくは層間で画 素サイズが不均一であってもよい。すなわち画素の位置によって画素の長さと幅 のどちらか一方もしくは両方が異なってもよい。また他の画素配置パターンを使 用してもよい。例えば、隣り合う画素列を画素間隔の何分の１か主走査方向にず らして、各列の画素の中心が隣の列の画素の中心からずれるようにしてもよい。 このずらす量を画素間隔の１／２にして各列の画素の中心が隣の列の画素と画素 の境界に整列するようにしてもよい。また、ずらす量を１／３等にして、画素パ ターンが数枚の層毎に一致するようにしてもよい。さらに、画素の配置を形成す べき物体あるいは支持構造の形状に応じて変えてもよい。例えば、支持柱間の間 隙をまたぐ支持パターンの一部を形成するときには画素をずらすのが望ましい場 合がある。このようなもしくはこれ以外の画素配置の変更は画素の形状を変える ことによっても実行できるし、またＸ方向、Ｙ方向のどちらか一方もしくは両方 に画素密度を大きくし、画素発射パターンを全ての画素位置に対して発射するの ではなく、選択された画素位置においてのみ発射するパターンとすることによっ ても実行できる。そのパターンはランダムでもよいし、予め定めたものでもよい し、物体部に偏ったものでもよい。 主走査方向のデータ解像力は主走査方向ピクセル(ＭＤＰ)で表される。このＭ ＤＰは単位長さあたりの画素長さあるいは画素数で表される。ある望ましい実施 の形態ではＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ（２６．６７ミル／ピクセル、６７ ７．４μ／ピクセル）あるいは１２００ピクセル／インチである。もちろん、必 要に応じてＭＤＰはいくらでもよい。同様に、副走査方向のデータ解像力は副走 査方向ピクセル（ＳＤＰ）で表される。このＳＤＰは単位長さあたりの画素幅あ るいは画素数で表される。ある望ましい実施の形態ではＳＤＰ＝ＭＤＰ＝３００ ピクセル／インチ（２６．６７ミル／ピクセル、６７７．４μ／ピクセル）であ る。ＳＤＰはラスターライン間隔に等しくとも等しくなくともよいし、ＭＤＰは 各ラスターライン内の材料滴供給位置間の間隔に等しくとも等しくなくともよい 。ラスターライン間隔は、副走査方向材料滴供給位置（ＳＤＬ）で表され、各ラ スターライン内の材料滴供給位置間の間隔は主走査方向材料滴供給位置（ＭＤＬ ）で表される。ＳＤＰ、ＭＤＰと同様に、ＳＤＬ、ＭＤＬも単位長さあたりの材 料滴数あるいは材料滴間間隔で表される。 ＳＤＰ＝ＳＤＬならば、データと材料滴供給位置の間には副走査方向に１対１ の対応があり、画素間隔はラスターライン間隔に等しい。ＭＤＰ＝ＭＤＬならば 、データと材料滴供給位置の間には主走査方向に１対１の対応がある。 ＳＤＬやＭＤＬがＳＤＰやＭＤＰよりそれぞれ大きい場合には、データ数より 多くの材料滴を発射する必要があり、そのためには各画素に対して複数の材料滴 を発射するように制御する必要がある。このように余分の材料滴を供給するため には隣接する画素の中心の間の中間点に材料滴を落とすか（中間滴下、ＩＤ）、 あるいは各画素の中心の上に直接落とすか（直接滴下、ＤＤ）になる。どちらの 場合もこの技術を「オーバープリント」と称し、これによって、材料の積み上げ が速くなり、プリントヘッドや物体をゆっくり動かしても同じＺ方向の材料の積 み上げが得られるため、最大走査速度や加速率を含む機械的設計制約が緩和され る。ＩＤオーバープリントと非オーバープリントあるいはＤＤオーバープリント の違いが第６ａ図から６ｄ図に示されている。第６ａ図は、プリントヘッドが６ ４の方向に動いているときの、滴下された１個の材料滴６０とそれを取り巻く硬 化領域６２を示している。一方第６ｂ図は、プリントヘッドが６４の方向に動い ているときの、同じ硬化領域と１個のデータ点に対してＩＤオーバープリントに よって２個滴下された材料滴６０、６６を示している。２個の材料滴で満たされ た供給ゾーンは６８で示されている。第６ｃ図は、同様にＩＤオーバープリント によって４個滴下された材料滴６０、７０、６６、７２を示しており、供給ゾー ンは７６で、走査方向はやはり６４で示されている。第６ｄ図は、同様な状態の １列の画素７８、８０、８２、８４、８６、８８を示しており、９０はオーバー プリント無しの場合の供給ゾーンの長さを示し、９２は４滴ＩＤオーバープリン トを使用した場合の供給ゾーンの長さを示している。上記のことは、ＩＤオーバ ープリントによって、それが使用されるどの領域も画素約半個分から１個分にわ ずかに足りない分の長さだけ長くなるという仮定の上での話である。もちろん、 オーバープリントによる材料滴の数を増やせば増やすほど、画素領域の垂直方向 の成長が速くなる。 ＳＤＬやＭＤＬがそれぞれＳＤＰやＭＤＰより小さい場合には、少なくともプ リントヘッドの所定の走査では、材料滴の発射数をデータ数より減らす必要があ り、これは上述の画素がずれている場合や、画素サイズが不均一な場合に実行さ れる。 Ｎ行ｘＭ列のグリッドが第５図に示されている。このグリッドは行Ｒ（１）、 Ｒ（２）、・・・、Ｒ（Ｎ）と列Ｃ（１）、Ｃ（２）、・・・、Ｃ（Ｍ）を備え ており、画素Ｐ（１，１）、Ｐ（１，２）、・・・、Ｐ（Ｍ，Ｎ）がその格子上 に配列されている。 ある断面を形成するためにはその断面（支持部も含めて）を表すデータがまず ビットマップにロードされる。ここで、いくつかの望ましい実施の形態において そうであるように、物体部も支持部も同じ材料で形成されると仮定する。ある画 素位置に材料を供給すべきときには、その画素位置に対応するメモリーセルにフ ラグを立てる（例えば２進数字”１”をロードする）。また材料を供給しない画 素位置に対応するメモリーセルには反対のフラグを立てる（例えば２進数字”０ ”をロードする）。複数の材料を使用する場合には、各画素に対応するセルには 材料を供給すべきかどうかだけでなく、供給すべき材料の種類をも表すフラグを 立てる。データ操作を容易にするために、物体部あるいは支持部を規定する圧縮 データ（例えば、各ラスターラインに沿った供給位置と非供給位置）と所定の領 域に使用する充填パターンの記述とのブール演算によって、ジェット発射用の最 終的なビットマップ表現を得るようにしてもよい。そこで、前述のようにして、 グリッドを形成している各ラスターラインにそれぞれのオリフィスが割り当てら れる。そして、ビットマップ内の対応するセルのフラグに応じて、ある画素に発 射するかどうかが各オリフィスに指示される。 上述のように、プリントヘッドは様々な解像力で材料滴を供給することができ る。本発明の望ましい実施の形態ではＳＤＰ＝ＳＤＬ＝３００ピクセル（滴）／ インチである。しかしながら望ましい実施の形態ではＭＤＰは３つの異なる値を とることができる。１）ＭＤＬ＝３００滴／インチ、ＭＤＰ＝３００ピクセル／ インチ ２）ＭＤＬ＝６００滴／インチ、ＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ ３ ）ＭＤＬ＝１２００滴／インチ、ＭＤＰ＝３００ピクセル／インチ。ＭＤＬ／Ｍ ＤＰ比が１より大きいときには、画素の中心と中心の間の中間位置において余分 の材料滴を供給する（ＩＤオーバープリント）。現在のところ望ましいプリント ヘッドと材料では、材料滴１滴の体積は約１００ピコリットルであり、これはお およそ径２ミル（５０．８μｍ）の材料滴を形成する。現在のところ望ましいプ リントヘッドでは、最大発射頻度は約２０Ｋｈｚである。比較のために、１３ｉ ｐｓ、１２００ｄｐｉの発射率では、発射頻度が１６Ｋｈｚとなり、これは許容 範囲内である。 選択積層造形システム（例えば、サーマルステレオリソグラフィーシステム） において造形に必要なデータ（支持構造を表すデータも含む）を生成するための 第１の望ましい実施の形態が第７図に示されている。図示のように、この方法で は、まずブール層スライス処理（モジュール３１）を使用してＳＴＬファイル３ ０をＳＬＩファイル３２に変換する。ブール層スライス処理およびＳＴＬ、ＳＬ Ｉフォーマットは上述の米国特許や米国特許出願（例えば、米国特許出願No.08/ 475.730（以下'730））に記載されている。 ＳＬＩファイルはＳＬＩフォーマットで支持構造データを生成するモジュール ３３に入力される。支持構造を表すそのＳＬＩデータ３４は物体部を表すＳＬＩ データ３２とモジュール３５でまとめられて、物体部と支持部の境界を表すＰＦ Ｆファイル３６にされる。 そのＰＦＦファイルは前述の米国特許出願'730に記載されている”ハッチング ”技術を使用して、スタイルファイル３８で決定されるスタイルにしたがってモ ジュール３７で”ハッチング”される。そのハッチング線と、物体部と支持部の 境界の交線がＲＬＥファイル３９を作成するのに使用される。 この実施の形態における問題は速度である。第８ａ，８ｂ図に示すように、こ の方法ではＳＴＬファイル４６を第８ａ図に４７で示すようなスライス面でカッ トし、第８ｂ図に４８で示すような各断面の線分リストを作成する。次にその線 分が整理され、内部の線分が除かれ、適切な端点が結ばれて多角形が形成される 。線分４８をこのように処理することによって例えば第９図に示す多角形４９が 形成される。 この方法は線分を整理するために多数の比較を実行しなければならず、また多 角形にブール演算を行うのに要する時間とも相まって、長時間を要する。例えば 、Ｎ本の線分のリストの場合には、整理工程では、Ｎ²の比較が必要である。ま たＮ本の線分を有する多角形のブール演算を実行するためにもＮ²の演算が必要 である。この両方の理由で、この造形データの形成方法は極めて長い時間、一般 には数時間、を要する。しかしながらこの方法には境界の線分がポリリスト(pol ylists)に整理されるため、この境界に対しては材料滴幅補正が米国特許出願'73 0に開示されている方法と同じようにして実行できるという利点がある。 このような問題を解決する第２の望ましい実施の形態が第１０図に示されてい る。図示のように、ＳＴＬファイル４０がまずモジュール４１でＣＴＬファイル ４２に圧縮される。ＳＴＬファイルをＣＴＬファイルに圧縮する処理は前述の米 国特許出願No.08/428,951に記載されている。次に、入力されるスタイル情報に 基づいてモジュール４４でＣＴＬファイルがスライスされる。このスライスは、 ハッチングタイプデータあるいはスキンタイプデータのみがＲＬＥ（実行長さエ ンコード）ファイルに出力される以外は米国特許出願'730に記載されているのと 同様にして行われる。 まず、第１１ａ図に示すように、ＳＴＬファイルを構成している三角形を上か ら下にソートする。すなわち、５０で示すように、各三角形の最大Ｚ値が順に小 さくなるようにソートする。図示の例の場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。 この上から下のソートは、５１で示すように、各三角形の最小Ｚ値が順に大き くなるようにソートする下から上のソート（この場合Ｂ、Ｃ、ＡＮＤの順になる ）の対照となるものである。 各スライス高さに対して、その高さの三角形のリストをレベルインディケータ とインデックスポインタを使用して決定する。各高さの三角形のリスト内をイン デックスポインタを進め、全体がその高さの上にある三角形を全て考慮の対象か ら外す。ある三角形がレベルインディケータに横切られた場合はその三角形をリ ストに加える。インデックスポインタが全体がその高さの下にある三角形を指す まで、この処理を続ける。この時点でその高さにおける三角形のリストが完成す る。次にレベルインディケータを一段下げて、同じことを繰り返す。 第１１ｂ図はレベルインディケータが高さ５２ａにある時の上記処理を示すも のである。インデックスポインタ５３は左から右に進められる。ここで２個の三 角形５４ａと交差し、その２個の三角形がリストに加えられる。この処理はイン デックスポインタが三角形５５ａを指すまで続けられる。その三角形５５ａは全 体が高さ５２ａの下にあるため、インデックスポインタ５３が三角形５５ａを指 した時点で処理を中止する。 第１１ｃ図はレベルインディケータが高さ５２ｂに移動した時の処理を示すも のである。インデックスポインタは０にリセットされ、左から右に進められる。 高さ５２ｂの上にある三角形は全て無視され、高さ５２ｂと交差する三角形は全 てリストに加えられる。第１１ｃ図ではリストに加えられる三角形が５４ｂで示 されている。この処理はインデックスポインタ５３が、最初に出会う全体が高さ ５２ｂの下にある三角形である、三角形５５ｂを指した時点で終了する。 このようにして各スライス高さと交差する三角形によってＸーＹ平面内の線分 の組が形成される。各三角形は物体の縁を形成するものであり、物体部から遠ざ かる方向を向いているから（米国特許No.5,059,359; 5,137,662; 5,321,622;5,3 45,391参照。これらの米国特許は全文をここに引用したものとする）、得られる 線分も向きを持っている。これらの線分から、各線分を縁に沿って並べ替えない でも、米国特許出願'730に記載されいるのと同じハッチングアルゴリズムを用い て、物体の断面を表すＲＬＥデータを得ることができる。 第１２ａ図はある断面の多角形表示（線分を縁に沿って並べ替えてある）であ り、第１２ｂ図は同じ断面のＲＬＥ（実行長さエンコード）表示である。データ を作成するために、多角形表示の上に複数のラスターラインあるいは画素走査線 が重ねられ、ラスターラインあるいは画素走査線が多角形表示と交差する点にお いてスタート／ストップ対のリストが作成される。各点にはオン／オフインディ ケータが配される。各走査線に対して、その走査線が物体部に入って行くのか物 体部から出て行くのかを示すために、その走査線が多角形表示と交差する点のオ ン／オフインディケータのオンとオフが切り替えられる。例えば、第１２図にお いて各走査線の”オン”点が５６（１）、５６（２）、５６（３）、・・・、５ ６（１１）で示されている。 このＲＬＥフォーマットは第１２ｃ図に示す画素フォーマットと対称的なもの である。第１２ｃ図に示すように画素フォーマットでは物体内の各点が別々のデ ータ点によって表される。この形式のデータの問題点はサイズである。例えば、 ３００ＤＰＩ（ドット／インチ）の場合、１０インチの断面で９、０００、００ ０ビットの情報が必要になる。 物体の断面のＲＬＥを発生するための処理が第１３ａ〜１３ｃ図に示されてい る。第１２ａ図において、各断面、例えば、５７で示される断面に対して、一組 のリストが作成される。各リストは各Ｙ方向位置でＸ方向に延びる一走査線に対 応している。次にその断面中の各線分を考慮して、各線分と各走査線の交点を記 録し、その交点を表すデータをリストに加える。例えば、第１３ｂ図は、１本の 線分を考慮してリストに加えたデータ（５９）を示している。 各Ｙ方向位置におけるリストに加えられるデータは、例えば、２つの情報を含 んでいる。１つは量的大きさ（ＱＶ）であり、もう１つは交点のＸ方向位置であ る。線分がＹ方向に増加している交点にはＱＶ２が与えられ、線分がＹ方向に減 少している交点にはＱＶー２が与えられる。その線分がある走査線から始まった り、ある走査線で終わる場合には、交点は”半分当たり”とする。すなわち、そ の交点で線分がＹ方向に増加しているか減少しているかに応じてその交点にはＱ Ｖ１かＱＶー１が与えられる。例えば、第１３ｂ図において、線分１はＹ方向に 増加している。したがってこの線分１と各走査線（連続する）との交点に与えら れるＱＶの値は１、２、２、２、２（走査線が線分１の先端に当たらないとして ）である。さらに各交点のＸ方向位置はそれぞれ１２６、１２４、１２２、１２ ０、１１８である。第１３ｂ図において加えられているデータはこれらの値であ る。 第１３ｃ図は線分２の考慮によって加えられるデータを示している。線分２は Ｙ方向に増加しており、２本の隣接する走査線の１本で終わり、他の１本から始 まっている。最初の１本の走査線との交点のＸ方向位置は１４４であり、他の１ 本の走査線との交点のＸ方向位置は１２６である。これらのデータが６０（１） 、６０（２）で示されている。 ”半分当たり”とする意味について第１４図を参照して説明する。図示のよう に各走査線には現時点でのＱＶ値の合計が付されており、そのＱＶ値の合計は走 査線が線分と交差する度にその交点のＱＶ値によって更新される。走査線が物体 内部にあるときには現時点でのＱＶ値は２であり、外にあるときには０である。 すなわち、物体の外にあった走査線が境界と交差すると走査線は現在物体内部に あることになる。したがって現時点でのＱＶ値の合計は２に更新され、走査線が 物体内部にあることを示す。逆に、物体の内部にあった走査線が境界と交差する と走査線は現在物体外部にあるか、または最初の物体と重なった第２の物体の内 部にあることになる。したがって、ＱＶ値の合計に２またはー２を加えて、移行 を示すようにする。 第１４図に点Ａで示すような頂点を走査線が通過すると、走査線は物体内に入 るときに、実際は２本の線分と交差することになる。したがって、各線分は現時 点でのＱＶ値の合計に１だけ寄与するべきである。これがこのような頂点に与え られるＱＶ値を１またはー１に設定する理由である。 走査線が頂点を通ってもＱＶ値が変化しないこともあり得る。第１４図に示す 点Ｂにおいて、その頂点Ｂを形成する２本の線分の交点におけるＱＶはそれぞれ １とー１である。したがって、ＱＶ値の合計は変化しない。ＱＶの詳細について は、前述の米国特許出願'730に記載がある。 全ての線分に対する走査線との交点がリストに加えられると、各走査線のリス トがＸ方向位置の増加する方向に順にソートされる。そこでブール抽出を行って 、走査線毎にに正しくブールされた線分を抽出する。 望ましい抽出においては、現時点でのＱＶ値を保持し、リスト内の各データ点 のＱＶ値を加算し、現時点でのＱＶ値の合計とする。ＱＶの値が２である点、す なわち現時点でのＱＶ値の合計が０であるときには”スタート”点（０から２へ の移行点）、およびＱＶの値がー２である点、すなわち現時点でのＱＶ値の合計 が２であるときには”ストップ”点（２から０への移行点）、は全て保持される 。この処理が第１５図に示されている。第１５図において、６１、６２、６３、 ６４、６５、６６、６７は一連のステップである。目下の項目を示すポインタ６ ８を使用して元のリスト内の項目を次々に指すようにする。”保持”リスト７０ をさらに使用して、上述の所定の条件を満足するスタート点およびストップ点を 保持する。この処理によって、最初のスタート点（スタート点２０）と最後のス トップ点（ストップ点８９）のみが保持される。その結果、物体の断面の１本の 線を表すＲＬＥデータが得られる。これを断面の全ての線について行い断面のＲ ＬＥ表現を得る。 三角形をスライス平面で切ることによって形成される線分を、物体断面の多角 形表現を得るためにソートしてポリリスト（米国特許'622参照）を作る必要がな い点に注目されたい。上述のように、線分をソートしてポリリストを作成するの には時間がかかる。さらに、ＳＴＬファイルが適切に結合または分離されていな くとも（すなわちＳＴＬファイルが重複する物体要素を含んでいても）ＲＬＥデ ータはうまく結合することができる点にも注目されたい。 ＲＬＥ表現が多角形表現より優る点は、ブール演算がはるかに簡単ではるかに 速くできることである。ブール抽出のアルゴリズムについては既に述べたが、他 にブール加算、ブール減算、および論理積演算がある。 これらの演算を最も効率よく実行するためには、ＲＬＥデータを相対項ではな く絶対項で表すのが有利である。例えば、Ｘ方向位置１００から始まり３０画素 分続く線はスタート点、ストップ点の対、この場合にはスタート点１００、スト ップ点１３０、で表す。すなわち、第１６図において、線ＡのＲＬＥデータ７１ および線ＢのＲＬＥデータ７２はそれぞれ次のように表す。Ａ＝[（スタート２ ０）,（ストップ４８）,（スタート６０）,（ストップ８９）]、Ｂ＝[（スター ト３７）,（ストップ７８）] この２本の線のブール和を計算する際は、この２組のデータを一緒にするとと もに、その一緒にしたリストをＸ方向にソートした状態に保つ。結果は[（スタ ート２０）,（スタート３７）,（ストップ４８）,（スタート６０）,（ストップ ７８）, （ストップ８９）]である。次ぎに、一緒にしたリストに前述のブール抽出アル ゴリズムを適用する。すなわち、例えば、スタート点にＱＶ値２が与えられ、ス トップ点にＱＶ値ー２が与えられ、ＱＶ値が０から２に変わる点（スタート点） および２から０に変わる点（ストップ点）のみが保持される。結果はデータ対[ （スタート２０），（ストップ８９）]となり、これがブール和Ａ＋Ｂ（第１６ 図で７３）を表す。 また２本の線のブール差の計算は、引かれる方のリストのＱＶ値の符号を逆に して、スタート点とストップ点を入れ替える以外はブール和と同じ方法でなされ る。ＡーＢの演算の結果が第１６図に７４で示されている。 また２本の線の論理積の計算は、最初のー２のＱＶ値から始めて抽出処理をす る以外はブール和と同じ方法でなされる。ＡとＢの交点が第１６図に７５で示さ れている。 ２次元のブール演算も容易に実行することができる。複数のＲＬＥ線（望まし くは絶対項で表された）でそれぞれ表される複数の２次元領域に対するブール演 算は、それぞれの領域の互いに対応する線に対してブール演算を実行することに よって行われる。これが第１７図に示されている。第１７図において、７６で示 される線群が領域Ａを表し、７７で示される線群が領域Ｂを表す。この２つの領 域のブール和Ａ＋Ｂが７８で示され、ブール差ＡーＢが７９で示されている。 一方、多角形データに関連してＲＬＥデータを使用する欠点は必要とするメモ リーの量である。高解像力で全ての層をＲＬＥの形式で記憶するためには一般の 物体の場合でも１００ＭＢを超える記憶容量が必要となる。このようなファイル はメインメモリーに記憶するのには大きすぎるし、ディスクに記憶するにしても 問題である。この問題は、物体部の造形順序（下から上に進行）と支持構造の構 成順序（後述するように上から下に進行）の差によってさらに大きくなる。 後述するように、支持構造を形成するためには出力ファイルが必要である。出 力ファイルでは、各断面についてＲＬＥ表現とその断面の上の各断面のブール和 が与えられる。基本的にはその技術では、断面のＲＬＥ記述とその断面の”現時 点での合計(current total)”のＲＬＥ表現（目下の層の上方の全ての層のブー ル結合）のブール差を計算する。この基本的な方法の疑似コードが第１８図に示 さ れている。第１８図において、get_part(level)は所定の高さにおける断面のＲ ＬＥ表現を提供する機能を表し、boolean_substract(current_total=area A，pa rt_for_layer=area B)は領域Ａから領域Ｂをブール減算した結果を提供する機能 であり、boolean_add(area A，area B)は領域Ａと領域Ｂのブール和を提供する 機能である。 物体のデータと現時点での合計のデータ全体が同時に記憶されなくとも支持構 造の形成ができるメモリー管理のアルゴリズムについて以下説明する。 最初の段階として、物体の上から始めて物体の層を順次考慮する。この時層の ブール和の現時点での値を保持しておく。ある層に出会ったときに、その層に対 する現時点での合計（更新された現時点での合計）を、前の層からの現時点での 合計の領域と目下の層の領域とのブール和の計算によって求める。しかしながら 、全ての層に対する現時点での合計のデータを記憶する変わりに、中間層（例え ば、Ｎー１毎の層、Ｎは例えば１００）のみの現時点での合計のデータのみを記 憶し、あとは廃棄してもよい。 この最初の段階が物体８０とそれを支持する支持構造８１を例にとって第１９ 図に示されている。それぞれの層に対する現時点での合計の上から下への発生が ８２で示され、これらの中間層が８３で示されている。この最初の段階に対する 疑似コードが第２０に示されている。第２０図において、get_partの機能は第１ ８図において前述したものであり、boolean_additionの機能はブール演算の説明 において前述したものである。 第２の段階では、中間層の選択と、その中間層と次の中間層の間の全ての層に 対する現時点での合計の上から下への計算とがなされる。各層の物体データと現 時点での合計のデータからなるデータが下から上に出力される。これが終わると 、目下の中間層と、その中間層とその次ぎに下にある中間層の間のデータは消去 してよい。次ぎに、目下の中間層の上の次の中間層に対して同じ処理が繰り返さ れる。 この第２の段階が第２１図に示されている。第２１図においては第１９図と同 じ要素については同じ参照番号を付してある。この第２の段階では４つのステッ プ８４〜８７が実行される。ステップ８４においては、中間層１４と中間層１５ （例えば、物体の底）の間の全ての層に対する現時点での合計（８８）が求めら れ、記憶される。次ぎに、ステップ８５において、後述する方法によってこれら の層に対する支持構造を決定し、出力する。ここで層１４、１５間の物体と現時 点での合計のデータを消去する。次ぎにステップ８６において、層１３、１４間 の各層の物体と現時点での合計のデータを決定し、記憶する。最後に、ステップ ８７で、これらの層に対する支持構造を決定し、造形のために出力する。これら の層に対するデータを消去する。このような手順を全ての中間層に対して繰り返 す。 このアルゴリズムによって、支持構造発生に必要なメモリーを劇的に減らすこ とができる。２つの中間層の間の層の数をＮとすると、同時に記憶すべき層の数 は中間層の数プラス２Ｎ（物体と現時点での合計のデータが必要だから）になる 。全層数をＴとすると、記憶するべき層の数はＴ／Ｎ＋２Ｎになる。ＮがＴ／２ の平方根の時メモリーが最も有効に使用できる。例えば、全層数が５０００の場 合、中間層の最も望ましい数は５０である。この時、常に記憶しなければならな い全層数は２００となる。 上記アルゴリズムを中間層に２段階に実行することによって必要なメモリーの 量をさらに減らすことができる。第２２図に示すように、アルゴリズムが９０、 ９１、９２の３段階に進行する。最初の段階９０では、一段目の中間層が決定さ れる。第２の段階９１では、１段目の中間層の間の２段目の中間層が決定される 。第３の段階９２では、２枚の連続する２段目の中間層の間の全ての層に対して 現時点での合計が決定され、記憶される。これらの層に対する支持構造を計算し た後、データが廃棄され、次の２段目の中間層に対して同じ処理が繰り返される 。最初の１段目の中間層対の間の全ての２段目の中間層について処理が終わると 、次の１段目の中間層対の間の２段目の中間層について処理する。 １段目の中間層の数をＮとし、２段目の中間層の数をＭとすると、この３段階 処理に必要なメモリーの量は（Ｔ／Ｎ）＋（Ｎ／Ｍ）＋２Ｍである。Ｔ＝５００ ０、Ｎ＝２８８、Ｍ＝１４とすると、一時に記憶しなければならない層の数は６ ６となる。この３段階処理は計算時間が長くなるので、層が極めて薄いときや層 の数が多いとき以外は２段階処理の方が望ましい。 上述のように、各層のＲＬＥデータは一組のスタートとストップの移行点とそ の移行点のＸ方向位置からなっている。例えば、第２３図に示されているデータ は次のスタート、ストップ位置とラスターラインに対応している。ラスターライ ンＡ＝[（スタート２０）,（ストップ４８）,（スタート６０）,（ストップ８９ ）]（１０２、１０４、１０６、１０８）、ラスターラインＢ＝[（スタート３５ ）,（ストップ７２）］（１１２、１１４）。このデータを記憶する１つの方法 は第２４図の疑似コードのようにスタート／ストップ移行点のリンクされたリス トの使用である。アレイと比べてリンクされたリストは、走査線毎の移行点の数 の変動に対処するのが容易であるという点で望ましい。問題は、動的に割り当て られる多数の小さなメモリーブロックが使用されるということであり、これは少 なくと３つのはっきりした理由で性能を大幅に低下させる。第１に、動的記憶割 当はシステムの呼び出しが必要なために時間がかかる。第２に、各動的メモリー ブロックはブックキーピングのために隠れた記憶オーバーヘッドを必要とする。 第３に論理的に隣接する情報が連続しないメモリーに割り当てられる結果、キャ ッシュミスが多くなる。 これらの問題を解決するためには他のデータ形式が望ましい。１２００ＤＰＩ の解像力の場合、一般的な部分の移行点は１５ビットで表すことができる。した がって３２ビットワード（２ビットスペア）で１つのスタート／ストップ対を表 すことができる。このデータ構造は第２５図の疑似コードで示される。フラグ"l ast"はそのスタート／ストップ対がある走査線のためのスタート／ストップ対の 組で最後のものかどうかを示す。もし最後であるなら、その"last"ビットを”１ ”に設定し、そうでなければ”０”に設定する。この場合、次のスタート／スト ップ対が直接隣接するメモリー位置に記憶される。このスキームによって、各移 行点に２バイトを使用して、多数の移行点をメモリーの連続するブロック内に記 憶することができる。このスキームの例が第２６図に示されている。第２６図に おいては第２３図と同じ要素には同じ番号を付した。図示のように、線Ａは連続 した３２ビットワードで記憶された２組の移行点対[（スタート２０）,（ストッ プ４８）]、[（スタート６０）,（ストップ８９）]（１０２、１０４、１０６、 １０８）を備えている。最初のワードの"last"ビット１２２は”０”にリセット されて、その走査線にまだデータがあることを示しており、一方２番目のワード の"last"ビット１２４は”１”に設定されて、その走査線にはもうデータが無い ことを示している。線Ｂは１組だけの移行点対[（スタート３７）,（ストップ７ ８）]（１１２、１１４）からなり、"last"ビット１２６は”１”に設定されて 、走査線Ｂにはもうデータが無いことを示している。１３２、１３４、１３６は 各３２ビットワードの他のビットを示している。 ＲＬＥデータは最初は上述のパック形式では作成されず、第１３ａ〜１３ｃ図 で説明したように、まずアンパック形式で作成され、後でパック形式に変換され る。 要するに、移行点を記憶するのに、メモリーブロックが割り当てられる。各ラ スターラインと対応づけられているデータの始点を示すポインタ（”目下のラス ターライン”ポインタあるいは”目下のリスト”ポインタ）と割り当てられてい ないメモリーの始点を示すポインタ（”次の使用可能な位置”ポインタもしくは ”次のフリーロケーション”ポインタ）が使用される。このメモリーブロック内 の各４バイト（３２ビット）ワードは、最初の１５ビットが移行点のＸ方向位置 を記憶するのに使用され、次の１５ビットがその移行点のＱＶ値を記憶するよう に定義付けられる。３１番目のビットはワードが割り当てられ、使用中であるか どうかを示す”使用中”フラグを定義するのに用いられる。３２番目のビットは そのワードのエントリーがそのワードが対応づけられている走査線の最後の移行 点のエントリーであるかどうかを示すエンドフラグを定義するのに使用される。 最初に各ラスターラインにデータを記憶するための１個ないし複数個のワードを 割り当ててもよい。各境界線分の移行点がメモリーブロックに入力されると、そ れらの移行点は、それらが導かれたラスターラインに対応するリストに加えられ る。 ラスターラインリストに新しい移行点が加えられる際に、いくつかの状況が起 こり得る。第１に与えられたラスターラインに対応づけられたメモリーブロック に移行点データが無いとすると、その移行点データはそのラスターラインの”目 下のリスト”ポインタと対応するワードに加えられる。第２に、そのラスターラ インの”目下のリスト”ポインタと対応するワードに移行点データが存在する場 合には、そのラスターラインの（”目下のリスト”の）最後に記録された移行点 の次のワード（すなわち”次ワード”）が使用されているかどうかがチェックさ れる。使用されていなければ、新たな移行点データはそこに入れられる。第３に 、”次ワード”が使用されている場合には、”目下のリスト”ポインタの前のワ ード（”前ワード”）が使用されているかどうかがチェックされる。使用されて いなければ、”目下のリスト”ポインタおよび全ての記録済みの移行点データ（ ラスターラインの）が１ワード分だけずらされて、新たな移行点データはずらさ れたリストの最後に加えられる。第４に、もしその”前ワード”が使用されてい れば、そのラスターラインの全ての移行点データ（そのラスターラインの”目下 のリスト”ポインタも含めて）は”次の使用可能な位置”ポインタが指すワード に移動され、新たな移行点データが、新たなデータを加えるのに使用できると支 持された元のワード位置に加えられ、”次の使用可能な位置”ポインタが移動さ れたばかりのワードと加えられたワードの後に移動される。 上述の手順は様々に変更することができる。例えば、サイズの異なるワードも 使用できるし、ビット割当を変えることもできるし、各ラスターラインに最初に 割り当てる量を変えることもできるし、最初に各ラスターラインに割り当てるの を止めて、追加のラスターラインとして割り当てられるメモリー位置が入力され た線分を完全に処理するようにしてもよいし、メモリーの使用をより良く制御す るためにステップを追加してもよい、等々である。 上述の処理の例を以下図面を参照して説明する。第２７ａ、２７ｂ図は第１３ 図と同じデータに基づくものであり、同じ要素には同じ番号を付した。メモリー ９３の大きな領域がＲＬＥ移行点を保持するのに割り当てられ、ポインタ１０１ が次に使用可能なメモリーワード（３２ビット）を示すのに用いられる。この例 では、ワード形式は次のビット指定を含んでいる。最初の１５ビット１４２は移 行点のＸ方向位置を記憶するのに使用された値を記録し、次の１５ビット１４４ は移行点のＱＶ値を記録する。３１番目のビット１４６はそのワードが既に割り 当てられて使用されているかどうかを示す”使用中”フラグである。３２番目の ビット１４８はその移行点データがそのラスターラインの最後に記録される移行 点データであるかどうかを示す”エンド”フラグである。 第２７ａ図はメモリー９３に移行点データが何も加えられていないときの状況 を示している。後に明らかになるように、操作上の理由から領域９３の最初のワ ードには使用中の旨の印が付けられる。”次のフリーロケーション”ポインタ１ ０１はその領域内の２番目のワードを指している。次ぎに、ポインタのアレイ５ ８の各ポインタを”使用中”のビットを０に設定して、初期化する。上述のよう に、各ポインタは１本の走査線と対応付けられ、その走査線と対応する最初のワ ード（最初の移行点用の）の記憶位置を決めるのに使用される。このポインタは 、考慮中の目下の走査線と対応付けられている移行点データリストの最初のワー ドを指すため、”目下のリスト”ポインタと呼ばれる。ある走査線の移行点デー タをそのアレイに加えるために、そのアレイ中のポインタが”使用中”ビットが ０に設定されたワードを指しているときには、ポインタのその位置は空いている と見なされ、移行点データがメモリーのそのワードに割り当てられる。第２７ｂ 図は、５本の走査線に対して最初の移行点データがメモリーに入力された状況を 示している。 ”目下のリスト”ポインタ９４の位置に０でない”使用中”フラグを有する走 査線に対して移行点データを加える処理が第２８ａ、２８ｂ図に示されている。 第２８ａ図には”目下のリスト”ポインタ９４に対応付けられた走査線に属する ものとして入力されている２つのワード１５０、１６０を示している。ワード１ ５０は第２７ｂ図のビット１４２、１４４、１４６、１４８に対応付けられたの と同じ定義を有するビット割当１５２、１５４、１５６、１５８を含んでいる。 同様に、ワード１６０はビット割当１６２、１６４、１６６、１６８を含んでい る。要素１５６、１６６は”使用中”フラグの値を与える。要素１５８、１６８ はそのワード（移行点データ）が目下のリストの内でそれまでに記録された最後 の移行点データであるかどうかを示す。図から明らかなように、要素１５８はワ ード１５０が最後のワードでないことを示しており、要素１６８はワード１６０ が目下のリストの内で最後に使用されたワードであることを示している。最初に 、目下の移行点リストの後の次ワード１７０の”使用中”フラグ９６をチェック してそのワードが使用可能かどうかを調べる。”使用中”フラグ９６が０ならば 新たな移行点データをそのワードに記憶することができる。もし１ならばそのワ ー ドは使用できない。第２８ａ図に示すようにもし使用できれば、そのワードに新 たな移行点データを記録する。新たな移行点データを記録した後の目下のリスト が第２８ｂ図に示されている。第２８ｂ図においては、新たな移行点データ８７ がワード１７０に加えられており、”エンド”フラグ１６８の値が１から０に変 更されており、今やワード１７０が目下のリストの最後のワードであるから、ワ ード１７０の”エンド”フラグ１７８が１に設定されている。 目下の移行点リストの後ろの次ワードが使用できない場合には、目下の移行点 リストの直前のワードが使用可能かどうかチェックする。このチェックはその直 前のワード”使用中”フラグの値に基づいて行われる。もし使用可能であれば（ ０であれば）、リスト全体を１ワード分だけ戻し、空いたワードに新た移行点デ ータを入れる。この処理が第２９ａ、２９ｂ図に示されている。第２９ａ、２９ ｂ図においては第２８ａ、２８ｂ図と同じ要素には同じ番号を付した。第２９ａ 図に示すように、”目下のリスト”ポインタはワード１５０を指しており、その リストはワード１６０で終わりであり、そのリストの後ろの次ワード１７０は使 用できず（要素１７６の値が１）、そのリストの直前のワード１８０は使用可能 である（要素１８６の値が０）。そのため第２９ｂ図に示すように、それまでワ ード１５０、１６０に対応付けられていた移行点データが、それぞれワード１８ ０と１５０に対応付けられる位置にずらされる。”目下のリスト”ポインタもワ ード１８０にずらされ、使用可能になったワード１６０に新たな移行点データが 加えられる。この結果、”エンド”フラグはこの時にはもうＸ方向位置６０の移 行点（前の要素１６２、新たな要素１５２）には対応しておらず、Ｘ方向位置１ ２の移行点（前の要素１７２、新たな要素１６２）に対応しているが、ワード１ ６０に対応したままにされる。言い換えれば、目下のリスト全体が１ワードだけ ずらされて、空いた位置に新たな移行点データが記憶される。 目下の移行点リストの前にも後ろにも空きが無いときには（すなわち、”目下 のリスト”ポインタの直前のワードにも、真のリストの終わりを示すフラグを含 むワードの直後のワードも使用できないときには）、目下のリスト全体を、”次 の使用可能な位置”ポインタで指示されたワードから始まるスペースにコピーし 、新たな移行点データをそのコピーしたリストの終わりに加える。そして、その リ ストが記憶されていた元のメモリーワードの”使用中”のフラグをリセットし、 これらのメモリーワードがその直前直後の走査線リストに対して使用可能となっ たことを示す。この処理が第３０ａ、３０ｂ図に示されている。第３０ａ、３０ ｂ図においては第２８ａ、２８ｂ図、第２９ａ、２９ｂ図と同じ要素には同じ番 号を付した。 第３０ａ図には、目下のリストの終端１６０の後ろのワード１７０も、”目下 のリスト”ポインタを含むワード１５０の前のワード１８０も”使用中”フラグ １７６、１８６が１であり、使用できないことが示されている。第３０ａ図には さらに、”次の使用可能な位置”ポインタの位置するワード２００も示されてい る。ワード２００は全ての走査線に対して既に入力された移行点データの後ろに 位置する。したがって、目下の走査線に対する新たな移行点データは、その走査 線に対応付けられた移行点データを既に含んでいるメモリー位置１５０、１６０ に連続するメモリー位置に入れることができない。第３０ｂ図に示すように、目 下のリスト全体（ワード１５０、１６０に記憶されていた移行点データ）を”次 の使用可能な位置”ポインタが指しているワード２００で始まる領域にコピーす る。第３０ｂ図に、１００で示される元のメモリー内の”使用中”フラグをリセ ットしてそのメモリーが使用可能になったことを示す。”目下のリスト”ポイン タをワード２００を指すように更新し、新たな移行点データ９７をそのリスト終 端のワード２２０に加える。次ぎに、”次の使用可能な位置”ポインタ１０１を 最後に入れられた移行点データ９７（そのリストの終端）を含むワード２２０の 直後のワード２３０を指すように更新する。もちろん、必要ならば、ワード２２ ０の最後に入力された移行点データ９７と”次の使用可能な位置”ポインタによ って指示されるワードとの間に１個以上の空きワードを残してもよい。 このスキームはＲＬＥデータの本質からいって特に有効である。そのデータは 中実の物体を表すから、ある走査線上の移行点の数は通常隣の走査線上の移行点 の数と同じである。この特性が第３１図に示されている。第３１図には物体の１ 断面の平面図とラスターラインないし走査線が描かれている。各走査線の右側の 数字はその走査線上の移行点の数である。もしある走査線に１つの移行点を加え ようとすれば隣の走査線にも１つの移行点を加えることになることが多い。メモ リーのある領域が、第３０ａ、３０ｂ図で説明したように、フリーになると、隣 のリストの移行点データを第２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ図で説明したよう に、そのフリーになった領域に記憶することができる。したがって、大きなメモ リーアレイでもランダムデータの際に生じるようなギャップがほとんど無くなる 。さらに、キャッシュに記憶されているデータからのミスがほとんど無くなる。 全ての線分の処理が終わると、得られたリストをＸ方向にソートする。正しく ブールされた線分が上述のような方法で抽出され、抽出された線分は前述のパッ ク形式で記憶される。 この実施の形態はスライス平面に頂点を丸める必要無しにＳＴＬファイルに直 接動作する。したがって少なくともある数量化エラーが防止できる。しかしなが らそれでも、ＲＬＥデータ発生の際に垂直方向および水平方向の数量化エラーが ある程度発生する。それは、スライス平面が垂直方向に不連続であるためと、水 平方向の移行が画素と画素の間のみに限られているためである。この問題の例が 第３２図に示されている。第３２図はラスターライン３０２、３０４、３０６、 ３０８、３１０、３１２、３１４のオン／オフ移行点３２２、３２４、３２６、 ３２８、３３０、３３２、３３４と数量化を示している。各ラスターラインの中 心線が破線で、複数の画素を通る境界線分が実線で示されている。同図において 、線分の右側を物体内部とし、左側を物体外部とする。各ラスターラインに対し ては、そのラスターライン上の画素のいくつが境界線と交差しているかに無関係 に、１個の画素のみが物体の縁を表しているものとして選択され得る。どの画素 が物体の縁を表しているかを決定するにはいろいろな方法があるが、図示の方法 では、上記線分とそのラスターラインの中心線の両方を含む画素を各ラスターラ インの境界画素として選択する。各ラスターラインの中心線が２個の画素のちょ うど真ん中で線分と交差するときには、物体部（中実）を拡大するか被物体部（ 中空部）を拡大するかについて決定する。図示の例では、ラスターライン３０２ 、３０６、３１０、３１４について中空部を拡大する決定がなされる。 移行点の選択の方法は他にも多数ある。例えば、線分が通る画素を全て物体の 一部であるとする選択をすれば物体部が拡大される。逆に、全体が物体側にある 画素のみを物体の一部であるとする選択をすれば中空部が拡大される。上記２つ の方法の中間をとってもよい。また境界部にある画素の線分の外にある面積と内 側にある面積の割合によって決定してもよい。これらの方法のいくつかについて は実行するときに、前述の米国特許や米国特許出願、特にスライス技術が記載さ れているものが参考になる。さらに、１画素をいくつかの部分に分割して、線分 がその部分のいくつを通るかによって決定してもよい。どの方法を採るにしても 、物体部と支持部に使用する方法の調和が望まれる。データ補正 互いに隣接する線分からの端点が交差しないように注意して、移行部の端点を 内方あるいは外方に動かすことによって簡単に補正が実行できる。例えば、支持 部が物体部に接触するの防止するために、物体部のＲＬＥデータを拡大し、それ を現時点での合計データからブール減算して支持部を表すＲＬＥデータを得ても よい。また現時点での合計データを拡大して、支持構造データをその拡大された 現時点での合計データと物体データのブール差として計算してもよい。また支持 構造データを現時点での合計データと物体データのブール差として計算し、その 支持構造データを拡大し、実際の支持構造データをその拡大された支持構造デー タともとの物体データのブール差として計算してもよい。 走査方向に材料滴サイズを調節する補正は、ＤＰＩが材料滴径より高い解像力 であれば容易に実行できる。Ｙ方向の補正は困難であるが、送り量を３００ＤＰ Ｉより小さくすることによって実行できる。ＲＬＥデータをベクトルデータに変 換できるのは有用である。第３２図に示すように、その方法では、連続するオン 点あるいは連続するオフ点を結合する。この時、２点の間に中間点があってはな らず、ある場合には結合できない。例えば、第３２図において、点ａと点ａ’は 結合できるが、点ａと点ｃは結合できない。点ａと点ｃの間に点ｂがあるからで ある。支持構造データの発生 支持構造のデータの望ましい作成処理について以下説明する。この処理は上述 のデータ操作処理によって与えられるデータで始まる。前述のように、データ操 作装置は各層の物体データと”トータル”データを提供する。各層の物体データ はその層における物体部のＸＹ位置を規定する、ラスターライン上の一連のスタ ート／ストップ点である。各層のトータルデータはその層における物体部のＸＹ 位置と支持構造のＸＹ位置のブール結合を規定する、ラスターライン上の一連の スタート／ストップ点である。 そのようなデータが第３４ａ〜３４ｃ図に示されている。第３４ａ図は、Ｚー Ｘ平面に浮かぶピーナツ型の物体部の各層（断面）１から１０の物体データP[1] 〜P[10]を示している。第３４ａ図においては、各断面の１本のＲＬＥラインの みが示されている。スタート移行点は├で示され、ストップ移行点は┤で示され ている。図示のように物体データは物体部の縁に沿っている。 第３４ｂ図はその物体部の各層１から１０のトータルデータＴ[1]〜T[10]を示 している。このトータルデータもスタート／ストップ移行点で表されている。し かしながらトータルデータは、物体データと異なり、必ずしも物体部の縁に沿わ ない。各層のトータルデータは、上述のように、その層の上方の全ての層の物体 データのブール結合である。 第３４ｃ図はある層の物体データとトータルデータの両方の断面（ＸーＹ平面 内の）を示す。これらのデータP[i]、T[j]はそれぞれＸーＹ平面内のハッチング ラインH[i]に沿って並ぶ複数のスタート／ストップ移行点からなっている。望ま しい実施の形態ではハッチングラインはＸ軸に平行であるが、必ずしもＸ軸に平 行である必要はない。 望ましい実施の形態においては、各層の複数の支持構造に対するスタート／ス トップ移行点を一度に決めるのに物体データとトータルデータの組み合わせを使 用する。支持を必要とする全ての領域に同じ形式の支持構造を使用するときには 、その支持スタイルは与えられた層のトータルデータと物体データの差として、 その領域内の各層に対して定義することができる。一方、上述の米国特許出願No .08/534,813に記載されているように、物体部の上向きや下向きの面の間隔によ っては、異なる部分には異なる形式の支持構造を用いた方がよい場合もある。ま たその層の物体部の縁からの距離によって異なる形式の支持構造を使用した方が よいこともある。上述の米国特許出願No.08/428,951には、本発明において支持 領域を決定するのに有用な水平比較を実行する方法が記載されている。例えば、 ２つの異なる支持スタイルの一方を下向きの面の２、３層下の領域に使用し、他 方を他 の領域に使用するようにするとよい。また”不支持”スタイルと組み合わせて２ つの物理的支持スタイルを使用してもよい。この場合に”不支持スタイル”は物 体部の縁の領域の１から２画素以内の領域、あるいは、ある臨界角より大きい垂 直面に対して直角をなす物体部の上方の面で適用される。複数の支持スタイルを 様々な実施の形態が考えられ、それらは本明細書の教示および本明細書で引用し た文献（特に米国特許出願No.08/475,730、08/480,670、08/428,951、08/428,95 0）の教示に照らして容易に実行できる。さらに、本明細書の教示は”物体内部 支持”とでも称すべきものにも使用することができ、この場合に、物体部の内側 部分を形成する過程において、単一あるいは複数の支持スタイルを使用すること ができる。この技術のいくつかの例が、ステレオリソグラフィーにおけるテスト 用の鋳型パターンの製造に用いられるものであるが、前述の米国特許出願No.08/ 428,950に記載されている。 次ぎに異なる支持領域に対するデータの決定方法を例を挙げてさらに説明する 。以下の例は米国特許No.08/534,813に記載されている複合支持構造の例に対応 するものである。この例では、（１）市松模様状に配された複数の繊維状の柱、 （２）よりしっかりした３画素ｘ３画素の柱、（３）中間層ないし移行層、の３ 種類の支持構造が使用される。 層”ｎ”が形成されると仮定すると、層”ｎ”上の各部分が上向きの面や下向 きの面にどのどの程度近いかを決定する。この例では、層”ｎ”上のある部分が 下向きの面から”ｒ”層（例えば、５〜１０層）以内にあり、上向きの面から” ｕ”層（例えば、５〜１０層）以内にある場合、この部分に対しては市松模様状 の支持構造が形成される。またある部分が下向きの面から”ｓ”（ｓ＝ｒ＋１） 層から”ｔ”層の間にある場合（例えば、６〜１０層あるいは１１〜１５層）、 中間層あるいは架橋層の支持構造が形成される。またある部分が、上向きの面か ら”ｕ”層（例えば、５〜１０層）より遠く、下向きの面から”ｔ”層（例えば 、１０〜１５層）より遠い場合には、３画素ｘ３画素の柱状支持構造が形成され る。 上記の例が第４６ａ、４６ｂ図に示されている。第４６ａ、４６ｂ図は物体部 の同一の側面図で上向きの面と下向きの面の間の間隙を示している。第４６ａ図 は、異なる支持構造がその上に形成される仮定的な高さおよび領域を示している 。 また第４６ｂ図は第４６ａ図の仮定的な高さおよび領域の配置に従って形成され た種々の支持構造を示している。 すなわち、第４６ａ図には下向きの面４０２、上向きの面４００と、その間の 、領域４０４、４１０、４０８、４０６からなる間隙が示されている。領域４０ ４は上向きの面４００から”ｕ”層以内にあり、領域４０６は下向きの面４０２ から”ｒ”層以内にある。領域４０８は下向きの面４０２から”ｒ”層と”ｔ” 層の間にあり、上向きの面４００からは”ｕ”層より遠くにある。領域４１０は 上向きの面４００からは”ｕ”層より遠く、下向きの面４０２からは”ｔ”層よ り遠い。領域４０４、４０６には市松模様状の支持構造が形成され、領域４０８ には移行形の支持構造（例えば、完全に固化された）が形成され、領域４１０に は３画素ｘ３画素の柱状支持構造が形成される。層４１４、４１２、４２４、４ １６は全体がそれぞれ領域４０４、４０６、４０８、４１０内にある。したがっ て、これらの層は全体が同一の支持構造とされる。一方、層４１８、４２０、４ ２２はそれぞれ領域４０４と４１０、領域４１０と４０８、領域４０８と４０６ にそれぞれ跨っている。したがって、これらの層にはその層上の各部分のＸＹ位 置に応じて異なる形式の支持構造が形成される。 第４６ｂ図には、下向きの面４０２の上の中実領域４３２と上向きの面４００ の下の中実領域４３０が示されている。領域４０４、４０６には市松模様状（１ 画素オン、１画素オフ）の支持構造が形成されている。領域４１０には３画素ｘ ３画素（３画素オン、１画素オフ）の柱状支持構造が形成されている。領域４０ ８は支持構造の中実部分になっている。 この実施の形態は以下の数式で示すことができる。以下の数式において、 C_n(D)：下向きの面から決定される、市松模様状の支持構造を形成すべき、層ｎ の領域要素、 C_n(U)：上向きの面から決定される、市松模様状の支持構造を形成すべき、層ｎ の領域要素、 B_n(D)：下向きの面から決定される、架橋形の支持構造を形成すべき、層ｎの領 域要素、 S_n：３画素ｘ３画素の柱状支持構造を形成すべき、層ｎの領域要素、 P₁：断面”１”における物体部の領域要素、 P_n：断面”ｎ”における物体部の領域要素、 T_n：断面”ｎ”におけるトータルデータの領域要素、 Σ：領域要素のブール和(Boolean summation) ＋：領域要素のブール結合(Boolean union) −：領域要素のブール差 (Boolean difference) ∩：領域要素の論理積 (Boolean intersection) ｒ：市松模様状の支持構造を形成すべき、下向きの面の下方の層の数 ｕ：市松模様状の支持構造を形成すべき、上向きの面の上方の層の数 ｓ：ｒ＋１＝移行形の支持構造が終端する層までの下向きの面の下方の層の数 ｔ：移行形の支持構造が始まる層までの下向きの面の下方の層の数 以下の数式は本実施の形態による、層”ｎ”の支持構造を決定する望ましい方法 を規定するものである。 数式（１）は下向きの面から決定される、市松模様状の支持構造を形成すべき 、層”ｎ”の領域が、層”ｎ”の上方の”ｒ”層の物体データのブール結合をと り、この結合された領域を表すデータと層”ｎ”の物体データとのブール差を計 算することによって計算されることを示している。 数式（２）は上向きの面から決定される、市松模様状の支持構造を形成すべき 、層”ｎ”の領域が、層”ｎ”の下方の”ｕ”層の物体データのブール結合をと り、この結合された領域を表すデータと層”ｎ”の物体データとのブール差を計 算し、このデータと層”ｎ”のトータルデータの論理積を計算することによって 計算されることを示している。この最後の計算の目的は、実際には層”ｎ”の上 に物体部の層が存在しないのに支持体を形成してしまうことを避けることである 。 数式（３）は下向きの面から決定される、架橋形の支持構造を形成すべき、層 ”ｎ”の領域が、（１）：層”ｎ”の上、”ｓ”層から”ｔ”層までの物体デー タのブール和をとり、（２）：（１）で得られたデータの和から、（下向きの面 の下方で上向きの面の上方の）層”ｎ”上の市松模様状の支持構造を形成すべき 領域を表すデータと層”ｎ”上の物体部自体を形成すべき領域を表すデータを差 し引くことによって計算されることを示している。本質的には、この数式は架橋 形の支持構造と市松模様状の支持構造との優先順位を決定するものである。上向 きの面から”ｕ”層以内であり、しかも下向きの面から”ｓ”層から”ｔ”層で ある領域では（連続して湾曲した面の下方の領域のように）、市松模様状の支持 構造の形成が優先される。 数式（４）は、３画素ｘ３画素の柱状支持構造を形成すべき、層ｎの領域が、 その層”ｎ”に対するトータルデータをとり、このトータルデータと（１）層” ｎ”の物体データ、（２）市松模様状の支持構造を形成すべき、層”ｎ”の領域 を表すデータおよび（３）架橋形の支持構造を形成すべき、層”ｎ”の領域を表 すデータとのブール差を決定することによって決定されることを示している。 上述の説明から明らかなように、上記数式は異なる支持構造を必要とする様々 な領域に対して設定することができる。第３７図はアーチ形の支持構造を示して おり、この支持構造は下向きの面２４に近づくにつれ、異なる造形パターンを必 要とする。図示のように、そのアーチ形の支持構造は面２３から始まる。この面 ２３は造形台の面でもよいし、物体部の上向きの面でもよいし、前に形成した支 持構造と関連する面でもよい。したがって、この支持構造は、多くの（例えば、 １０以上）異なる支持構造を必要とする複合支持構造である。もちろん、アーチ の頂部と支持するべき下向きの面の間に市松模様状の複数層の支持構造を加えて もよい。 このデータが形成された後のステップはそのデータを制御コンピュータに出力 するためにフォーマットすることである。上述のように、制御コンピュータはこ のデータを物体データとともにビットマップにロードし、プリントヘッドおよび Ｘー、Ｙー、Ｚーステージを駆動する。 このためにスタイルファイルを、物体部構造と支持構造の各形式毎に使用する 。 与えられた物体部構造あるいは支持構造の形式に対するスタイルファイルは、そ の形式の物体部構造あるいは支持構造を形成するべき領域を通して繰り返される コアパターンである。スタイルファイルは与えられた領域の造形パターンを調整 するのに使用される。このデータ調整技術によって、データ操作およびメモリー に関する要求が緩和される。例えば、本実施の形態における市松模様状の支持構 造に関するスタイルファイルは第３８ａ図に示す２画素ｘ２画素のパターンであ る。他の例として、最も望ましい実施の形態における３画素ｘ３画素の柱状支持 構造に関するスタイルファイルは第３８ｂ図に示す４画素ｘ５画素のパターンで ある。もちろんこのほかにも多くのスタイルパターンが可能である。これらのス タイルパターンはいっぱんに（ｘ，ｙ）位置（０，０）から始まり、交互に繰り 返されて、ＸＹ平面内に繰り返しパターンを形成する。このパターン全体が物体 部領域と支持構造領域のスタート／ストップ移行点データに組み込まれる。この スタイルファイル情報と物体部情報の組み合わせは制御コンピュータへのデータ 転送の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。一般には、両者を制御コンピュ ータに転送した後に両者を組み合わせて一組のデータとする。現在のところでは 、物体部に関するスタイルファイルは単に１画素ｘ１画素の中実の画素パターン であるのが（すなわち、物体内部は常に中実）望ましい。 現在のところでは、最も望ましい繰り返しパターンはＸＹ平面内に固定される 。最も望ましい３画素ｘ３画素の支持パターンに関していえば、この結果、物体 部の縁において３画素ｘ３画素の柱の何本かが先細りなることがある。これが第 ３９ａ図に示されている。図示のように、３画素ｘ３画素の柱の一部３０、３１ が物体部の縁３２に近いために、形成されない。その結果、２本の柱の表面積が 小さくなっている。これらの柱が、物体部の縁から離れていないときにはそれほ どの問題は起きない。というのは、物体部を形成する際にその柱の欠けた部分が 形成されるからである。しかしながら、支持構造を物体部と接触して形成すると 、物体部の表面仕上げに悪影響を与えやすく、これが他の問題を引き起こす。 支持構造が物体部から離れている場合には、繰り返しパターンを、３画素ｘ３ 画素の支持構造が物体部の縁に沿うように変えることによって、この問題を解決 することができる。この方法が第３９ｂ図に示されている。支持柱の位置を徐々 に変えるのは、米国特許出願No.08/534,813に記載されている画素パターンのオ フセットによって行うことができる。前述の他の問題とは、３画素ｘ３画素の支 持柱が物体部と直接接触して形成されてしまうことがあることである。この問題 が第３９ｃ図に示されている。図示のように支持柱３５が物体部３３と直接接触 して形成されている。（破線で示されている支持構造３４は物体部の下方にある ものであり、正確を期するためだけに描かれたものである）この問題の解決方法 の１つは、これらの柱を１画素分以上後退させて、物体部から離すことである。 これは支持部のスタート／ストップ移行点データを調整するだけで行うことがで きる。この実施の形態ではこの調整は選択の問題である。すなわち、柱を１画素 分後退させれば、柱の表面積が小さくなり、材料の堆積速度の問題が生じること もある。 ブール演算を実行する際にはいくつかの注意が必要である。上述のように、こ の演算に使用されるデータは一連のスタート／ストップ移行点としてフォーマッ トされている。このフォーマットによって、ブール演算を一連の算術計算として 実行できるために計算が容易になることが発見された。例えば、２組の移行点デ ータのブール差の演算を行うのには、対応するスタート／ストップ移行点同士の 差の算術計算をするだけでよい。その結果計算速度が大幅に速くなる。その理由 は、多角形データに基づくＮ個のデータポイントが使用されるブール演算は本質 的にＮ²の計算であるのに対して、スタート／ストップ移行点データを使用する 算術計算はＮに比例するからである。 もう一つの点は、層”ｎ”について計算される中間ブール結合データ（すなわ ち、層”ｎ”の上下”ｒ”層および”ｕ”層の物体部データおよび層”ｎ”上方 ”ｓ”層と”ｔ”層の間の層のブール結合）が、後の処理に使用できないことで ある。この理由は次ぎの数式に示すようにブール結合演算に対応付けられた”メ モリー”が無いことである。 上記式から明らかなように、算術演算においては加算の９番目の項目は最終的 な和に影響があり、その影響は次の層の演算の際に除去することができる。これ に対して、ブール演算の場合には、９番目の項目が必ずしも和に影響を及ぼすと は限らない。したがって、この項目の影響が次の層の演算の際に除去されると限 らない。 式（１）〜（４）によれば正確な結果が得られるが、計算時間が長くなりすぎ る場合がある。したがって、場合によっては得られる結果は近似値であるが、計 算量の少ない数式を使う方が望ましいこともある。物体部の表面の傾斜はある層 数（例えば、１０層、１０〜２０ミル）以内では符号が変わることはないと仮定 するか、あるいは方向の変化は断面の位置に無視可能な程度の変化しかもたらさ ないと仮定することによって計算量が過剰になるのを避けることができる。言い 換えると、その仮定は物体部の表面は急激には変化しないとすることである。こ の点が第３５ａ、３５ｂ図に示されている。第３５ａ図はこの仮定に合った物体 部を示している。図示のように、物体部の表面の傾斜Ｓはある層数（例えば、１ ０層）にわたって符号すなわち方向が変化しない。これに対して、第３５ｂ図は 表面の傾斜方向の符号が変化しないという仮定に反する物体部を示している。し かしながらこの場合にも、その面のＸＹ位置のばらつきの大きさによっては、そ の方向の変化が断面の位置に無視可能な程度の変化しかもたらさないことがある 。図示のように、物体部面の傾斜Ｓ’の符号が１０層内で変わっている。層の数 が一定であれば、層が薄ければ薄いほど上記仮定が成り立ちやすい。 上記仮定をすれば、次の数式を使用することによって必要な計算量を減らすこ とができる。 （７） Ｃ_n＝(Ｐ_n-t＋Ｐ_n-u−Ｐ_n)∩Ｔ_n （８） Ｂ_n＝Ｐ_n-t＋Ｐ_n+s−Ｃ_n−Ｐ_n （９） Ｓ_n＝Ｔ_n−Ｐ_n−Ｃ_n−Ｂ_n 数式（１）〜（４）の場合のように、領域内の全ての断面領域のブール和の基づ くのではなく、上記数式（７）〜（９）はその領域の最上および最下の断面のみ からの断面情報を使用する。上記仮定が常に正しければ、この数式は正確な結果 をもたらす。いずれにしても、実用上は、非常に程度の良い近似値が得られる。 上記計算を実行する際には、（ｔ＋ｕ＋１）層からのデータが同時に使用可能で ある必要がある。例えば、ｔ＝１０、ｕ＝５で（ｔ＋ｕ＋１）＝１６。これは、 層”ｎ”の支持構造データが、（ｎ＋１）層から（ｎ＋ｔ）層までの層の物体デ ータとトータルデータ、（ｎ−１）層から（ｎ−ｕ）層までの層の物体データと トータルデータ、および層”ｎ”の物体データとトータルデータに依存するから である。 このようなデータを直ぐにアクセス可能な形に保つためには、リングバッファ を使用するのが有利である。第３６図に示すように、リングバッファは（ｔ＋ｕ ＋１）層（例えば、１６層）の物体データとトータルデータを格納する円形バッ ファである。第３６ａ図は、層”ｎ”に対する計算が行われる寸前の１６層（ｔ ＝１０、ｕ＝５）用のバッファの状態を示す。ポインタＰＴＲは現在計算中の層 を指示する。図示のように、（ｎ＋１）層から（ｎ＋ｔ）層までの層、層”ｎ” 、および（ｎ−１）層から（ｎ−ｕ）層までの層のデータがバッファに格納され ている。第２のポインタＬＡＳＴは、最後にバッファに入力されたデータ、この 例では、層”ｎ−５”のデータ、を指示する。層”ｎ”に対する計算の終了後、 次の層”ｎ＋１”の計算をするためにバッファを更新する必要がある。そのため に、まずポインタＰＴＲを層”ｎ＋１”のデータを指示するように更新する。次 に第２のポインタＬＡＳＴに指示されているデータを次にバッファに加えるべき 層のデータ、この場合層”ｎ＋１１”のデータ、に書き換える。次に第２のポイ ンタＬＡＳＴを、この時点で最後に入力されたことになるデータ、ここでは層” ｎ−４”のデータ、を指示するように更新する。この操作の結果が第３６ｂ図に 示されている。第３６ｃ図は、、層”ｎ＋２”に対する計算が行われる寸前のバ ッファの状態を示す。以上のような操作を全ての層に対する計算が終了するまで 繰り返す。 ３次元物体データをＳＤＭ装置を駆動できるデータに変換するためには、他に も様々な実施の形態が考えられる。例えば、上記演算を移行点データでなく多角 形データに対してブール演算を用いることによって実行してもよい。また、物体 の全ての層のデータをリングバッファでなく、メモリーに同時に格納してもよい 。さらには、プリントヘッドの複数回の走査によって、細い繊維状の支持構造と 物 体部の積み上げ速度を等しくすることもできる。 架橋形ないし移行形の支持構造を上向きの面から計算することもできる、すな わち、B_n(Ｕ)。このデータは物体部の上向きの面から始まる繊維状の柱による支 持構造とその上の３画素ｘ３画素の柱による支持構造の間の移行形の支持構造を 形成する際に使用することができる。またC_n(U)データとC_n(Ｄ)は、両者のスタ イルファイルが同じであるときには、別々に計算する必要はない。もちろん、両 者のスタイルファイルが異なるように意図されている場合は、両方のデータの種 類が区別されるべきである。 さらに、前述の３種類に限らず任意の数の種類の支持構造を本発明によって形 成することが可能である。これは、スタイルファイルを増やし、追加の種類の支 持構造を形成すべき領域を決定するための数式を追加することによって容易に実 行できる。造形スタイルと支持スタイル 理想的なデータ操作のためには、標準的なパターン形成をＲＬＥデータ内に埋 め込まない方が有利である。もしそうすると、ＲＬＥファイルが膨大になり、実 用上データ操作が間に合わなくなる。したがって、物体部および支持構造の断面 情報を、層形成が始まるまでは厳密な供給パターンから別個にしておくのが望ま しい。上述のように、ある適当な時期に、断面データ（例えば、ＲＬＥ情報の形 の）と適当な造形パターンの論理積がとられて、供給の詳細を決定するのに使用 される厳密なパターンが作成される。 例えば、これは、市松模様状パターンを手早く作成するのに使用することがで きる。この例が第４０ａ〜４０ｃ図に示されている。これらの図においては同様 な要素には同じ番号を付した。第４０ａ図は形成すべき所望の像を示している。 図示のように所望の像は２つの部分からなる。第１の部分２９は中実であり、第 ２の部分３０はオンとオフの市松模様に形成されることが望まれている。上述し たような理由で、像３０を画素ベースでハニーカムパターンに変換するのは膨大 な時間と膨大なメモリーを必要とし、ほとんど実現不可能である。また像３０を 余りに早くハニーカムパターンにしてしまうとデータ操作が複雑になりすぎ、時 間がかかりすぎてしまう。データの記憶装置（ハードディスクあるいはテープド ライブ）への転送も、データをそのような詳細なフォーマットで保持すると、余 りに重くなる。したがって、第４０ｂ図に示すように、両方のパターンを中実な ままあるいは中実（移行点が最小）に変換して操作し、後で、材料の発射とＸ、 Ｙ、Ｚ方向の動きを司るデジタル信号プロセサーに送る。次に、第４０ｃ図に示 すように、部分３０に対応付けられたデータ３１（中実形式）とハニーカム／市 松模様パターン３２との論理積（すなわちブール積）をとり、中実なデータを形 成すべき調整された断面パターンを表す所望の形式に変換する。このような最終 的な調整された形式に変換した後は、データの記憶はそれ以上行わずに、必要な らさらに操作した後、そのデータをジェットの発射制御に使用するのが望ましい 。この例では、部分２９と３０のデータの論理和をとり、所望のデータ全体を含 む単一のビットマップを作成する。この組み合わせたデータを使用してプリント ヘッドの発射を駆動する。 造形装置へのＲＬＥファイルを有するデータは上述のように使用される造形／ 支持パターン情報を含んでいる。上述のように変調データとＲＬＥデータの対応 付けは、それぞれ特定の”スタイル”ないし造形パターンを記憶した複数のスタ イルファイルを使用して行われる。造形パターンの例が第４１ａ、４１ｂ、４１ ｃ図に示されている。第４１ａ図は米国特許出願No.08/534,813に記載されてい る支持構造の種類の１種を形成するのに適した市松模様造形パターンを示してい る。第４１ｂ図は、同じく米国特許出願No.08/534,813に記載されている支持構 造の種類の他の１種を形成するのに適した造形パターンを示している。第４１ｃ 図は中実部分を示している。 他の様々な造形スタイルが可能である。例えば複数回の走査を使用する造形ス タイルも可能である。例えば、第４１ｄ図に示す例では、１行置きの走査線に沿 って材料が供給される。この例では、最初の走査でパターン５６に材料が供給さ れ、次の走査でパターン５７に材料が供給される。第４１ｅ図に示す例では、１ 列置きに材料が供給される。この例では、最初の走査でパターン５８に材料が供 給され、次の走査でパターン５９に材料が供給される。第４１ｆ図に示す第３の 例では、互いに補完する市松模様状に材料が供給される。すなわち、最初の走査 でパターン６０に材料が供給され、次の走査でパターン６１に材料が供給される 。 異なる物体領域と支持領域に異なるスタイルファイルを対応付けるために、Ｒ ＬＥフォーマットには、造形装置に送られる各組のラスターライン移行情報に対 する造形パターン指定が含ませられる。そのようなＲＬＥファイルの概念的なフ ォーマットが第４７図に示されている。 このファイルフォーマットを使用することによって、与えられた移行点対に対 して事実上どの造形パターンも指定することができる。データスキュー ジェットの発射を制御する正しい画素情報を含むビットマップを提供するのに 加えて、データがそのビットマップから容易に取り出せて発射機構に正しい順序 で供給される必要がある。このデータを取り出し可能状態におくという必要性が データ操作の次のステップをもたらす。このステップはスキューと呼ばれる。例 えば、隣接するジェットが隣接するラスターライン上にないときでも、また隣接 するジェットが同じＸ座標上の異なるＹラスターライン上に同時に位置している ときでも、ジェットを同時に発射させることができるような情報が得られるよう に、データを処理することができる。このようなスキューはデータ再編成処理と 称され、例えば、プリントヘッドが第２ｂ図に示すように走査方向に対して斜め に置かれているときや、複数のプリントヘッドが使用されて同時もしくは順次に 発射せしめられるときや、あるいはジェット間隔がラスターライン間隔と同じで ない場合に必要になる。 例えば、オリフィス１０（３）と１０（４）は第２ａ図の状態では走査方向の 位置が同じであるが、第２ｂ図に示すようにプリントヘッドが走査方向に対して 斜めにされると、距離ｄ”だけ走査方向に位置がずれる。しかしながら第２ａ図 の構成に対して使用されるデータはジェット１０（３）と１０（４）が同時に発 射して同じＸ方向位置に材料を供給することを要求するようになっているはずで ある。このようなデータを第２ｂ図の構成に使用すると、歪みが生ずる。したが って、この例では、データのスキューによって位置のずれを補正してやる必要が ある。 問題はこのスキューに関連するデータの量が比較的多く、またそのスキューを リアルタイムで実行しなければならないということである。例えば、一般的な構 成のインクジェットでは、１画素に供給するのに要する時間がたった５００ｎＳ である。したがって、データ消費速度に遅れないようにするためには、各画素に 対するスキュー処理はこの時間より長い時間（平均）を要することはできない。 ４０ＭＨｚで作動する一般的なデジタル信号プロセサー（例えば、Ｃ３１プロ セサー）のサイクル時間は５０ｎＳ台である。したがって、１画素にかけられる 時間が５００ｎＳ台であるとすると、１画素につき１０サイクルしか使用できな い。これに対して、プロセサーの各命令は最低１サイクルを必要とする。またバ ス対立、パイプライン対立、メモリー待機状態に対処するために数サイクルを要 することもしばしばある。したがって各命令には実際は２〜４サイクルが必要に なる。したがって、現実には、各画素には約３つの命令しか使用できない。 問題は、各画素を”１”に設定するといった一般的な操作でも約６つの命令を 必要とすることである。すなわち、この操作を画素単位で実行することは不可能 である。その替わりに、複数の（例えば、３２）の画素を１度に処理する操作が 必要になる。ある典型的な操作では、像をクリアしたり、移動させたり、出力し たり、２つの像の論理積をとったり、２つの像の排他的論理和をとったりするこ とになる。これらの形式の命令は少ない数（６でなく２または３）で済み、しか も３２個の画素を一度に処理することができ、全体としては画素単位の処理より 約１００倍速くなる。 上述のように、制御コンピュータはＳＴＬあるいはＣＴＬファイルをスライス し、それぞれの断面に対するＲＬＥデータを演算する。プリントヘッドに結合さ れているデジタル信号プロセサーはこのＲＬＥデータをとって、圧縮されていた ＲＬＥデータを元に戻し、ジェットの配列に応じてデータをスキューし、ジェッ トにデータを出力しなければならない。上述のように、”スキュー”とはジェッ ト配列あるいは必要に応じて他のファクターを補償するための画像データの操作 処理を意味する。圧縮されていたデータは、いったん元に戻されると、充分迅速 に操作できないため、圧縮状態のまま（例えば、ＲＬＥフォーマットのまま）操 作できるようにするのが有利である。さらに、２バイトもしくは４バイトのワー ドが同時に出力すべき複数の画素を含むようなメモリーにデータを記憶すること も時間を節約する上で重要である。 データのスキュー処理においては、同時に出力すべき複数の画素に関連するデ ータを同じワード内に維持したまま、スタート／ストップ移行点を単純に走査方 向にシフトさせる。その後データの圧縮を解き、各ワードを対応するＸ方向位置 が来る度にプリントヘッドに出力する。 この方法が第４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ図に示されている。各 図においては同様な要素には同じ番号を付した。第４２ａ図は断面の画素化した 像を示している。第４２ｂ図はこの画素化像のＲＬＥフォーマットのデータを示 している。図示のように、各走査線に対するデータ、２５（１）、２５（２）、 ２５（３）、・・・、２５（１０）、はスタート／ストップ移行点を表すデータ に圧縮されている。第４２ｃ図はこのデータを、走査線に対して斜めに配された プリントヘッドに合わせてスキューする過程を示している。この図では、プリン トヘッドが５個のジェットを備え、各ジェットが１画素ずつずれるようにプリン トヘッドが傾けられていると仮定している。すなわち、走査線２５（２）に対す るデータが走査線２５（１）に対するデータに対して１画素ずらされ、走査線２ ５（３）に対するデータが走査線２５（２）に対するデータに対して１画素ずら され、以下同様にずらされる。この過程が走査線２５（６）に達するまで続けら れる。走査線２５（６）は６番目の走査線であり、その走査線は最初の５本と同 時には走査されないため、走査線２５（６）はずらされない。その替わりに、走 査線２５（７）に対するデータが走査線２５（６）に対するデータに対して１画 素ずらされ、走査線２５（８）に対するデータが走査線２５（７）に対するデー タに対して１画素ずらされ、走査線２５（９）に対するデータが走査線２５（８ ）に対するデータに対して１画素ずらされ、以下同様にずらされる。 この過程で、スキューされたデータがまとめられ、同時に発射すべきジェット に対するデータが単一のワードに集められる。次にこのデータの圧縮を１ワード ずつ解く。この過程が第４２ｄ図に示されている。各列２７（１）、２７（２） 、２７（３）、・・・、２７（１２）上の画素に対するデータのそれぞれは同時 に発射すべきジェットに対するデータを表している。したがって、これらの列に 対するデータは個々にアクセスできるワードに記憶され、したがって同時にアク セスできる。まとめ指標２６も１度に１列全体を指定するように維持される。各 列 に達する度に、データの圧縮が順に解かれる（すなわち、各移行点がオン／オフ ビット、例えば、一度に３２ビット、に変換される）。第４２ｄ図において、ま とめ指標は列２７（８）に位置している。したがって、列２７（８）のデータの 圧縮が解かれる。残りの列２７（９）〜２７（１２）までのデータは圧縮された ままである。しかしながら上述のように、まとめ指標がその列に達する度に圧縮 が解かれる。 次に、１度に１列ずつのデータが順次プリントヘッドに出力される。この過程 が第４２ｅ図に示されている。図示のようにまとめ指標がリセットされており、 列２７（１）〜２７（１２）を再度指定するのに用いられる。図示のようにまと め指標は列２７（５）に位置しており、したがってこの列のデータがプリントヘ ッドに出力される。次に残りの列２７（６）〜２７（１２）までのデータが順次 出力される。飛行時間とジェット発射 上述のようにして発生されたデータによって、所望の位置に材料滴を滴下する 前に、実行すべきもう一つの重要な機能がある。インクジェットヘッドにデータ をロードして発射させる際に、システムは材料を滴下する適切な位置にインクジ ェットヘッドが到達する時期を決定しなければならない。前述の米国特許出願No .08/534,813に記載されているように、適切な発射時期はヘッドが適切な供給位 置の上に達するやや前になる。この早期発射補正は飛行時間補正と呼ばれる。し かしながら、その早期発射信号をどの位置で発するのが適当かを決定しなければ ならない。この決定方法の詳細を以下に示す。 所望の走査線解像力での造形を可能にするには、走査線上のどの位置ででもジ ェットを発射できることが重要である。これは所望の位置にフェンストリガー(f ence trigger)を有するとは限らないエンコーダを使用して実際のＸ位置を示す 場合には問題が多い。実際には、プリントに要求される解像力より、低くてよい 。解像力が高くなるほどエンコーダが高くなるし、設備コストは低いのが望まし いし、また解像力が単一の解像力やフェンス間隔の倍数の解像力に限定されてし まうのは望ましくない。したがって、正確な発射位置を決定する他の手段が望ま れる。以下に説明する正確な発射位置は、計算された平均速度と最後のフェンス を 通過した後の既知の経過時間に基づいてフェンス線間の距離補完を実行すること によって決定される。発射位置は、既知の所望の発射位置と補完された位置を使 用して決定される。 Ｘステージ１２（第１図）はプリントヘッドのＸ方向の位置を決めるのに使用 されるエンコーダと協働して、プリントヘッドへの発射パルスが適切な時に開始 されるようにする。望ましい実施の形態においては、この機能を果たすために、 第４３図に示すガラスプレート３４が使用される。そのガラスプレート３４上に は１０ミクロン間隔で線３３がエッチングされている。さらに光とフォトダイオ ード（図示せず）を使用して、プリントヘッドがその線を通過した時を決定し、 プリントヘッドがその線の１本を通過する毎にＤＳＰを停止させる。また１対の 検出器（図示せず）を使用してプリントヘッドが右に動いているか左に動いてい るかを示す。振動等で発生する信号がＤＳＰに影響を与えるのを防止するため、 デジタルヒステリシス回路（図示せず）を使用して、振動等によって発生する疑 似停止信号からＤＳＰを保護する。このような回路構成によって、ＤＳＰはプリ ントヘッドの位置を１０ミクロン以内で決定することができ、プリントヘッドの 動いている方向も決定することができる。 １０ミクロンより細かい解像力でプリントするために、ＤＳＰ内にカウンタが 設けられ、ＤＳＰが前記線の１本を通過する毎にカウントを開始する。カウンタ がある値に達すると、ＤＳＰは発射信号を出させ、プリントヘッドをトリガーす る。 第４４図に示すような状況に対処するため第２のカウンタが使用される。信号 Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃、Ｔ₄（３５で示す）はプリントヘッドが第４３図に示す線 ３３を通過するときにエンコーダから発生される信号を示している。線３６は所 望の発射位置を示している。信号Ｔ₀’、Ｔ₁’、Ｔ₂’、Ｔ₃’に関しては、これ らの信号は全て信号Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂、Ｔ₃のそれぞれ後になっている。したがって この場合には単一のカウンタを使用して上述のように発生させることができる。 問題は信号Ｔ₄、Ｔ₄’の場合である。信号Ｔ₄’は実際には信号Ｔ₄より先に出さ なければならないため、信号Ｔ₃の発生に応じてこの信号を発生させるために、 第２のカウンタが必要となる。 発射信号を発生させるためのアルゴリズムが第４５ａ、４５ｂ図に示されてい る。プリントヘッドがエンコーダの線の１本を通過すると、割り込みが発生する 。（第４５ａ図、ステップ３７）次にステップ３８において、エンコーダのタイ マー（図示せず）を読み、プリントヘッドの位置と対応付ける。このステップは 数本のエンコーダの線にわたって実行される。結果を記憶する。 ステップ３９では、前記数本のエンコーダの線を過ぎる間の経過時間でプリン トヘッドの位置の変化を除することによってプリントヘッドの平均速度を計算す る。ステップ４０では次の発射位置と最後に通過したエンコーダの線の間の距離 ΔＤを決定する。ステップ４１ではこのΔＤの値を使用して、左右補正と飛行時 間補正を考慮して最後のエンコーダ線から次の発射位置までの時間差Δｔ（１） を計算する。 次にステップ４２で、この値を第１の発射タイマーにロードして、そのタイマ ーが満了したとき、発射パルスを出させる。次のステップ４３（第４５ｂ図）で は、次の発射位置に対する時間差Δｔ（２）をΔｔ（１）と同様にして計算する 。得られた値をチェックして、次の発射位置が次のエンコーダ線を越えているか どうかを確認する。もしそうならば、発射パルスは次のエンコーダ線で出される 。もしそうでなければ、ステップ４５で、その値を第２の発射タイマーにロード する。ステップ４６では割り込みからのリターンが開始される。 エンコーダ位置を発射命令の出力にリンクするのには他の方法も使用すること ができる。例えば、プリントヘッドのより正確な平均速度の表現を得るために、 多重エンコーダフェンス位置報時信号を使用してもよい。この例では、最後の８ 個のエンコーダフェンス位置報時信号を平均して、４つ前のエンコーダフェンス に対応付けることのできる報時信号を得る。またその前の８個のエンコーダフェ ンス位置報時信号を平均して、１２個前のエンコーダフェンスに対応付けること のできる報時信号を得る。これらの２個の平均された報時信号を使用して、プリ ントヘッドの走査の平均速度を導く。４つ前のエンコーダフェンスと次の発射位 置の間の距離を決定し、その距離、平均速度、４つ前のエンコーダフェンスをプ リントヘッドが通過してからの経過時間に基づいて、正しい発射位置にジェット が到達するまでの時間を予測し、その時間が経過したときジェットを発射する。 これで、基本発射位置の改良アルゴリズムについての説明を終わるが、様々な 変更や改良が可能である。例えば、プリントヘッドの加速に基づく補正を加えた り、発射カウンターを追加して２つのカウンターを使用するよりも高い解像力を 得たりすることもできる。 本発明の種々の実施の形態とその応用について以上説明したが、本発明の思想 から外れることなく多くの変更が可能であることは当業者には明らかであろう。 このように、本発明は、請求の範囲以外によっては限定されない。 請求の範囲 １．供給後に硬化し得る流動性材料を、制御して供給する材料供給手段、 ３次元物体の断面を支持するとともに、次の物体断面を形成する作業面を提 供する台、 前記材料供給手段と台に結合され、その材料供給手段と前記作業面を相対的 に、走査方向と割送り方向を含む少なくとも２次元に、変位させる少なくとも１ つの割送り手段、および 前記割送り手段と材料供給手段に結合され、前記作業面上に選択されたスタ イルで材料を供給させる制御手段、 からなることを特徴とする高速試作装置。 ２．前記装置が選択積層造形装置であり、前記材料供給手段が前記選択されたス タイルにしたがって材料を選択的に供給するように構成されていることを特徴と する請求の範囲第１項記載の装置。 ３．前記制御手段が、造形スタイルである前記スタイルを提供するように構成さ れていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。 ４．前記制御手段が、支持スタイルである前記スタイルを提供するように構成さ れていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。 ５．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、走査方向へのオーバープリン トを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 ６．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、走査方向の解像力を割送り方 向の解像力より高くすることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲 第３項記載の装置。 ７．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、材料滴密度比を下向きの面の 表面層において物体の内部領域より高くすることを指示するものであることを特 徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 ８．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、下向きの面の表面層領域を下 向きの面の上方複数層に延長することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第３項記載の装置。 ９．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、下向きの面の表面層領域を下 向きの面の上方５層に延長することを指示するものであることを特徴とする請求 の範囲第８項記載の装置。 10．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、下向きの面の表面層領域を下 向きの面の上方１０層に延長することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第８項記載の装置。 11．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、材料滴密度比を上向きの面の 表面層を形成する際に物体の内部領域を形成するときより高くすることを指示す るものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 12．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、上向きの面の表面層領域を上 向きの面の下方複数層に延長することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第３項記載の装置。 13．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、上向きの面の表面層領域を上 向きの面の下方５層に延長することを指示するものであることを特徴とする請求 の範囲第１２項記載の装置。 14．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、上向きの面の表面層領域を上 向きの面の下方１０層に延長することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第１２項記載の装置。 15．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、材料滴密度比を物体の縁領域 を形成する際に物体の内部領域を形成するときより高くすることを指示するもの であることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 16．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、縁領域を物体の内方に複数の 材料滴幅分延長することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３ 項記載の装置。 17．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、前記縁領域を物体の内方に少 なくとも２材料滴幅分延長することを指示するものであることを特徴とする請求 の範囲第１６項記載の装置。 18．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、前記縁領域を物体の内方に少 なくとも４材料滴幅分延長することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第１６項記載の装置。 19．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の内部に市松模様状の支 持構造を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項 記載の装置。 20．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の内部に線状の支持構造 を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 装置。 21．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の内部に柱状の支持構造 を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 装置。 22．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の内部にアーチ状の支持 構造を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記 載の装置。 23．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、２枚の層の間で走査方向を変 えることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 24．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、２枚の層の間で走査方向を逆 にすることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置 。 25．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、２枚の層の間で割送り方向を 逆にすることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装 置。 26．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、２枚の層の間で走査方向と割 送り方向を変えることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項 記載の装置。 27．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、２枚の層の間で走査方向と割 送り方向を逆にすることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３ 項記載の装置。 28．前記材料供給手段が少なくとも１個の多重インクジェット供給ヘッドからな ることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 29．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体をラスタースキャンを使 用して形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記 載の装置。 30．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、層を形成するのに必要な材料 供給領域によって限られる長さと幅のラスタースキャンを使用して物体を形成す ることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 31．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体をベクトルスキャンを使 用して形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記 載の装置。 32．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体内部をラスタースキャン を使用して形成し、物体の縁領域をベクトルスキャンを使用して形成することを 指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 33．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、どのＸＹ位置に材料を供給す るジェットも層毎にランダム化することを指示するものであることを特徴とする 請求の範囲第２８項記載の装置。 34．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、全てのジェットを使用してテ ストパターンをプリントし、正常に発射していないジェットを検出することを指 示するものであることを特徴とする請求の範囲第２８項記載の装置。 35．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の温度を最低温度より高 く保って、物体のカールを抑えることを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第３項記載の装置。 36．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体の異なる部分を別々に形 成し、その際、物体の表面を向きを変えることによって、上向きの面として形成 し、その別々に形成された部分を結合することを指示するものであることを特徴 とする請求の範囲第３項記載の装置。 37．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、市松模様状の支持構造を形成 することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 38．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、支持構造を形成する際に物体 部より１層当たりの走査の数を大きくすることを指示するものであることを特 徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 39．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、材料滴オン／材料滴オフによ る市松模様状の支持構造を形成することを指示するものであることを特徴とする 請求の範囲第４項記載の装置。 40．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、線状支持構造を形成すること を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 41．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、直線的な線状支持構造を形成 することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 42．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、曲線的な線状支持構造を形成 することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 43．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、断続的な線状支持構造を形成 することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 44．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、少なくとも層の一部で棚状に 張り出させることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載 の装置。 45．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、棚状張り出し部分の上の層で 、オフセットした支持構造形成することを指示するものであることを特徴とする 請求の範囲第４項記載の装置。 46．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、連続する１０層未満の層でで 一部を棚状に張り出させることを指示するものであることを特徴とする請求の範 囲第４項記載の装置。 47．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、連続する５層未満の層でで一 部を棚状に張り出させることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲 第４項記載の装置。 48．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、最初の層全体を棚状に張り出 させることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置 。 49．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、先に形成された層では棚状部 分が形成されていないＸーＹ領域に棚状部分を形成することを指示するもので あることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 50．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、後の層に補完的な棚状部分を 形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装 置。 51．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、柱状の支持構造を形成するこ とを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 52．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、棚状部分を有する柱状の支持 構造を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記 載の装置。 53．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、オフセットした柱状の支持構 造を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載 の装置。 54．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、Ｎ個の材料滴 ｘ Ｎ個の材 料滴の柱状の支持構造を形成することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第４項記載の装置。 55．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、Ｎ個の画素 ｘ Ｎ個の画素 の柱状の支持構造を形成することを指示するものであることを特徴とする請求の 範囲第４項記載の装置。 56．前記Ｎが２であることを特徴とする請求の範囲第５５項記載の装置。 57．前記Ｎが３であることを特徴とする請求の範囲第５５項記載の装置。 58．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、下向きの面の下方少なくとも Ｎ層の領域で支持パターンを変えることを指示するものであることを特徴とする 請求の範囲第４項記載の装置。 59．前記Ｎが４であることを特徴とする請求の範囲第５８項記載の装置。 60．前記Ｎが９であることを特徴とする請求の範囲第５８項記載の装置。 61．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、下向きの面に近い領域におい て材料滴密度比を小さくすることを指示するものであることを特徴とする請求の 範囲第４項記載の装置。 62．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、材料滴密度比の小さい支持構 造に移行するときに少なくとも１層の棚状部分を使用することをさらに指示する ものであることを特徴とする請求の範囲第６１項記載の装置。 63．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、下向きの面に近い領域におい て柱状支持構造から市松模様支持構造に切り替えることをさらに指示するもので あることを特徴とする請求の範囲第６１項記載の装置。 64．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、上向きの面の上方少なくとも 所定の数の層より遠い領域で支持パターンを変えることを指示するものであるこ とを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 65．前記所定の数が４であることを特徴とする請求の範囲第６４項記載の装置。 66．前記所定の数が９であることを特徴とする請求の範囲第６４項記載の装置。 67．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、上向きの面から離れた領域に おいて材料滴密度比を低下させることをさらに指示するものであることを特徴と する請求の範囲第６４項記載の装置。 68．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、材料滴密度比の大きい支持構 造から小さい支持構造に移行するときに少なくとも１層の棚状部分を使用するこ とをさらに指示するものであることを特徴とする請求の範囲第６７項記載の装置 。 69．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、上向きの面から離れた領域に おいて柱状支持構造から市松模様支持構造に切り替えることをさらに指示するも のであることを特徴とする請求の範囲第６８項記載の装置。 70．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、アーチ形の支持構造を形成す ることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 71．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、空気圧支持構造を形成するこ とを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 72．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、１枚の断面上で、領域によっ て異なる支持パターンを使用することを指示するものであることを特徴とする請 求の範囲第４項記載の装置。 73．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、支持構造を走査方向に第１の 所定の数の画素分だけ、割送り方向に第２の所定の数の画素分だけ、物体部の 縁から移動させることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項 記載の装置。 74．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、物体部の表面および縁領域を 形成する材料と異なる材料で支持構造を形成することを指示するものであること を特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 75．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、物体部を形成する材料が選択 的に供給された後に、各層に支持構造を形成する材料の大部分を供給することを 指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 76．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、支持構造を形成するのに水溶 性の材料を使用することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４ 項記載の装置。 77．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、均一の温度で造形することを 指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 78．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、副画素発射を指示するもので あることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 79．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、副ラスターライン発射を指示 するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 80．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、黒体放射を加えた材料の使用 を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 81．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、飛行時間データをずらすこと によって副画素発射を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第７８項 記載の装置。 82．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、物体部に対するよりも大きな 材料滴を支持構造に対して使用することを指示するものであることを特徴とする 請求の範囲第４項記載の装置。 83．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、編成された熱伝導材料が挿入 されている材料の使用を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項 記載の装置。 84．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、物体感応式の飛び越をさらに 指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 85．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、材料滴幅補正をさらに指示す るものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 86．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、オーバープリント幅補正をさ らに指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 87．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、前記材料供給手段と前記作業 面の間の間隔を、材料滴が前記作業面に落ちたときに半球形となるのに充分な大 きさとすることを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 装置。 88．前記制御手段が提供する前記支持スタイルが、支持構造の積み上げを物体部 の積み上げより少なくとも１層分遅らせて平滑化によって支持構造が変形される のを防止することを指示するものであることを特徴とする請求の範囲第４項記載 の装置。 89．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、溶融のみによる平滑化を指示 するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 90．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、溶融と掻き落としの組み合わ せによる平滑化を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 装置。 91．前記制御手段が提供する前記造形スタイルが、溶融と掻き落としおよび回転 の組み合わせによる平滑化を指示するものであることを特徴とする請求の範囲第 ３項記載の装置。 92．供給後に硬化し得る流動性材料を、制御して供給し、 ３次元物体の断面を支持するとともに、次の物体断面を形成する作業面を提 供し、 材料供給手段と前記作業面を相対的に、走査方向と割送り方向を含む少なく とも２次元に、変位させ、 前記作業面上に選択されたスタイルで材料を供給することを特徴とする高速 試作方法。 93．前記選択されたスタイルにしたがって前記作業面上に材料を選択的に供給す ることを特徴とする請求の範囲第９２項記載の方法。 94．前記スタイルが造形スタイルであることを特徴とする請求の範囲第９３項記 載の方法。 95．前記スタイルが支持スタイルであることを特徴とする請求の範囲第９３項記 載の方法。 96．直前の層に供給された材料を越えて分岐し、物体部の下向きの面と接触する 部分の数が前記分岐が開始される支持構造の数より多くなるような支持構造を形 成する手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 97．直前の層に供給された材料を越えて分岐し、物体部の下向きの面と接触する 部分の数が前記分岐が開始される支持構造の数より多くなるような支持構造を形 成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第９２項記載の方法。 98．実際の作業面の下方にある焦点面に向けて材料滴を発射させることによって 、前記断面に垂直な方向の材料の積み上げを自動的に修正させる手段をさらに備 えたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 99．実際の作業面の下方にある焦点面に向けて材料滴を発射させることによって 、前記断面に垂直な方向の材料の積み上げを自動的に修正させる工程をさらに備 えたことを特徴とする請求の範囲第９２項記載の方法。 100．造形中の物体の表面に向けて冷却気体を噴射する手段、および前記造形中 の物体の表面の上方の領域からその冷却気体を除去する手段をさらに備えたこと を特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 101．造形中の物体の表面に向けて冷却気体を噴射する工程、および前記造形中 の物体の表面の上方の領域からその冷却気体を除去する工程をさらに備えたこと を特徴とする請求の範囲第９２項記載の方法。 【図１】 【図２】 【図３】 【図４】 【図４】 【図５】 【図６】 【図７】 【図８】 【図９】 【図１０】 【図１１】 【図１２】 【図１３】 【図１４】 【図１５】 【図１６】 【図１７】 【図１８】 【図１９】 【図２０】 【図２１】 【図２１】 【図２２】 【図２２】 【図２３】 【図２３】 【図２５】 【図２５】 【図２４】 【図２４】 【図２６】 【図２７】 【図２７】 【図２８】 【図２８】 【図２９】 【図３０】 【図３０】 【図３０】 【図３０】 【図３１】 【図３２】 【図３２】 【図３２】 【図１】 【図２】 【図２】 【図３】 【図４】 【図５】 【図６】 【図７】 【図８】 【図９】 【図１０】 【図１１】 【図１１】 【図１２】 【図１３】 【図１３】 【図１４】 【図１５】 【図１６】 【図１７】 【図１８】 【図１９】 【図２０】 【図２１】 【図２２】 【図２３】 【図２４】 【図２５】 【図２６】 【図２７】 【図２８】 【図２９】 【図３０】 【図３１】 【図３２】 【図３３】 【図３４】 【図３４】 【図３５】 【図３５】 【図３６】 【図３６】 【図３７】 【図３６】 【図３８】 【図３９】 【図３９】 【図４０】 【図４０】 【図４１】 【図４１】 【図４２】 【図４２】 【図４２】 【図４３】 【図４４】 【図４５】 【図４５】 【図４６】 【図４６】 【図４７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 サイアー，ジェフリー エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 93065 シミ ヴァリー ロッキング ホ ース 1831 (72)発明者 ベダル，ブライアン ジェイ エル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 93550 パルムデイル ロビン レーン 37609 (72)発明者 オルムクイスト，トーマス エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91775 サン ガブリエル デュオート ロード 9035 (72)発明者 ハル，チャールズ ダブリュ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91351 サンタ クラリタ リヴ オーク スプリングス キャニョン ロード 15605 (72)発明者 アール，ジョセリン エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 93225 フレイザー パーク アイヴィン ズ ドライヴ 6928 (72)発明者 ケレクス，トーマス エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91302 カラバサス アダムズヴィル ア ヴェニュー 3532 (72)発明者 スモーリー，デニス アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91321 ニューホール ホイーラー ロー ド 25029 (72)発明者 メロット，クリスチャン エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91350 ソーガス エヴァーグリーン レ ーン 28370 (72)発明者 フェドチェンコ，リチャード ピー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91350 ソーガス ウッドサイド ドライ ヴ 28866 (72)発明者 ロッカード，マイケル エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91355 ヴァレンシア ダブリュ マジッ ク マウンテン パークウェイ ナンバー 70 23616 (72)発明者 パング，トーマス エイチ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91384 カスタイック ミュールディアー レーン 29957 (72)発明者 ザット，ディン トン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92714−7076 アーヴァイン グリーンフ ィールド 59

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．供給されるとすぐに固化可能であり、また流出可能である材料を制御可能に 供給するディスペンサと、 ３次元物体の断面を支持し、次の物体断面を造形するための作業面を提供す るプラットフォームとを含むことを特徴とする高速試作モデル製造装置。