症状とは
FDMの「キャベツ現象」は、造形の途中から層の位置が水平方向にズレ、完成品が段違いの重ね葉のような形状になる失敗です。海外では layer shift、print shift、missed steps として知られ、国内では見た目からキャベツ現象、積層崩れ、層ズレとも呼ばれます。
- 印刷の途中のある一層から、X軸またはY軸方向に全体がずれる
- ズレが毎層続き、上に行くほど階段状に崩れる
- 底部は問題なく見えるのに、中盤以降で破綻する
すでに数時間印刷したモデルが無駄になるため、FDMのトラブルの中でも影響が大きい部類です。
結論（主原因）
層ズレの主原因は「モーターがステップを失う（ステップロス）」ことに集約されます。失敗の引き金となるのは、次の5つです。
- 駆動ベルトの張り不足・劣化
- 印刷速度・加速度（Acceleration）・ジャーク（Jerk）の過剰設定
- ステッピングモーターのオーバーヒート／ドライバ電流不足
- 造形物の干渉（反り・ブロブへのヘッド衝突）
- プーリー（ベルトプーリー）の緩み、異物の噛み込み
原因と対策（複数）
1. ベルト張りを点検する
最も頻度の高い原因です。X軸・Y軸のベルトが緩むと、ヘッドの瞬間加速時にベルトが一瞬スキップし、そのぶん層が横にずれます。指で軽くつまんだときに「楽器のように軽く音が鳴る」程度が目安です。
- Bambu Lab P1／X1／A1、Creality K1／K2、Elegoo Centauri Carbon など主要機はメニュー内に「ベルトテンション確認」「振動テスト」モードを備える
- Prusa系は工具なしで張り調整可能なテンショナーが搭載
- ベルトは消耗品。数千時間運用した機体では歯の摩耗や内部スチールコードの伸びが進行するため交換を検討
2. 印刷速度・加速度・ジャークを見直す
高速印刷モードでヘッドが急停止・急反転するとステップロスが発生しやすくなります。キャベツが出始めたモデルでは、次のいずれかを段階的に下げて再現性を確認してください。
- 印刷速度を10〜20%下げる
- 加速度（Acceleration）を2,000mm/s²以下に制限する
- ジャーク（Jerk）または Junction Deviation を下げる（Bambu Studio / OrcaSlicer / Klipper系の各スライサーで設定可能）
Input Shaper／Klipper の共振補正を使用している場合、キャリブレーションが不十分だと高速運転で暴れることがあります。機体のセルフキャリブレーションを再実行するのが近道です。
3. ステッピングモーターの発熱と電流を確認
連続印刷でXY軸モーターが触れないほど熱くなると、内部で脱調（ステップロス）が発生します。基盤側のステッパードライバ電流（TMCドライバの Vref または設定値）が過大だと過熱、過小だと保持トルク不足でどちらもズレの原因です。
- モーターが60℃以上で連続動作していないか触れて確認（やけど注意）
- ファームウェア／メーカーアプリ内のモーター電流設定を初期値に戻す
- 高温環境（夏場・直射日光下）での運用を避ける
4. 造形物との干渉を排除する
印刷中に「ガツン」と衝突音がしたら、ヘッドが既存の造形物にぶつかっています。
- 反りで端が持ち上がっている → 反り対策（ベッド温度・ブリム・チャンバー）を先に解決
- ブロブや糸引きの塊 → 前述の糸引き対策と合わせてリトラクション・温度を調整
- 大きな造形物の外周にヘッドが接触 → 「Avoid crossing walls」などの経路設定を有効化
- Z軸リフト（Z Hop）を0.2〜0.4mm付与してヘッドを持ち上げる
5. プーリーとレールの機械的点検
- プーリーの固定イモネジ（セットスクリュー）がモーターシャフトの平らな面に当たっているかを確認。緩んでいると回転だけがシャフトを空回りし、ベルトが動かず層ズレが発生する
- リニアレール／リニアシャフトに付着したホコリ・樹脂片を清掃
- ケーブルがヘッド移動の邪魔をしていないか確認。ヘッド移動の限界付近で引っ張られるとステップロスの原因になる
予防
- 月1回のベルト張力・プーリー・レール清掃を定例化
- 新しい機体や大型モデルの印刷前に、短時間のテストプリントで高速運転を確認
- キャベツが出たら、まず速度・加速度を標準プロファイルに戻して再現テスト
- 停電や電源変動はモーター脱調の原因。安定した電源環境を用意する
まとめ
キャベツ現象（層ズレ）は、ほぼすべて「ベルト」「速度設定」「モーター電流」「造形物との干渉」「プーリー固定」のいずれかに起因します。被害が大きい分、予防メンテナンスの費用対効果が高い症状です。発生した際は原因を絞り込んでから再開するのが、再度の長時間ロスを防ぐ最短ルートです。
