３次元造形装置
【課題】 造形ステージ上に吐出された造形材に光を照射する光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる３次元造形装置を提供する。
【解決手段】 造形ステージ１１２に対し、光硬化性の造形材を吐出するための複数の吐出口２が略直線状に配列された造形材ノズルと、造形ステージ１１２上に吐出された造形材に光を照射するＵＶランプ３５１と、造形材ノズル及びＵＶランプ３５１を保持するヘッドユニット１１１と、ヘッドユニット１１１を造形ステージ１１２と平行に２次元走査する走査手段とを備え、造形ステージ１１２上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置１０であって、ＵＶランプ３５１から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサ６０と、照度センサ６０により検出された照度に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度を補正するランプ較正部２０７とを備えて構成される。
【解決手段】 造形ステージ１１２に対し、光硬化性の造形材を吐出するための複数の吐出口２が略直線状に配列された造形材ノズルと、造形ステージ１１２上に吐出された造形材に光を照射するＵＶランプ３５１と、造形材ノズル及びＵＶランプ３５１を保持するヘッドユニット１１１と、ヘッドユニット１１１を造形ステージ１１２と平行に２次元走査する走査手段とを備え、造形ステージ１１２上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置１０であって、ＵＶランプ３５１から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサ６０と、照度センサ６０により検出された照度に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度を補正するランプ較正部２０７とを備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元造形装置に係り、さらに詳しくは、造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、積層造形法を用いて、立体造形物を簡易的に作製することが行われている。積層造形法は、造形対象物を多数の薄い層に分割した際の各層と同じ２次元形状の薄板を形成し、この薄板を積層して立体造形物を作製する造形方法であり、ラピッドプロトタイピングに用いられている。この様な積層造形法には、光造形法、粉末結合法、シート堆積法、樹脂押し出し法、インクジェット方式などがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
インクジェット方式の造形法は、インクジェットプリンタの技術を利用した造形法であり、インクの代わりに紫外線（ＵＶ）硬化樹脂などの光硬化性の造形材を用い、造形材をノズルから吐出させ、造形ステージ上に堆積させた造形材にＵＶ光を照射して固化させる。この造形法では、造形材を吐出するための多数の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルを造形ステージと平行に２次元走査することによって、造形材からなるスライス層が形成され、スライス層を順に積層形成することによって立体造形物が形成される。
【０００４】
インクジェット方式の造形装置では、造形物自体を構成するモデル材と、モデル材のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には除去されるサポート材とが造形材として用いられる。また、造形材にＵＶ光を照射するＵＶランプは、造形材ノズルとは主走査方向の位置を異ならせてヘッドユニット内に配設される。通常、２次元走査の主走査往路や復路において吐出し堆積させた造形材は、主走査復路におけるＵＶ光の照射によって硬化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、造形ステージ上に堆積させた造形材は、ＵＶ硬化樹脂の種類やスライス層の厚さ、主走査時の走査速度に応じた適切な照度でＵＶ光を照射する必要がある。例えば、照度が高すぎれば、熱量が多くなり、造形物に反りが生じてしまう。一方、照度が低すぎれば、造形材が十分に硬化せず、造形物の表面がべとつくなどの不具合が生じてしまう。特に、照度が低いと、モデル材とサポート材とが接している境界部分において、両部材が混ざり合い、サポート材を除去することが困難になってしまう。
【０００７】
また、積層方向の高さが高い造形物の場合、横方向から照射される光量が十分でないと、造形物の側面にべとつきやだれが生じてしまう。
【０００８】
ところが、ＵＶランプの光度は、時間の経過に伴って徐々に低下する。また、ＵＶランプの光度の初期値及び経時劣化には、個体差がある。このため、ＵＶランプを交換した場合、個体差の影響により、所望の照度が得られないことがある。さらに、造形中などに飛散した造形材がＵＶランプの投光面に付着することにより、所望の照度が得られないことがある。そこで、ＵＶランプの交換時や造形物に異常がみられた際には、照度計を用いて実際の照度を測定し、その測定結果に応じてＵＶランプの光度補正を実施することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、この様な構成では、ＵＶランプを交換し、或いは、造形物に異常が生じるごとに、照度計を用いて照度を測定しなければならず、煩雑であるという問題があった。また、照度計を用いた照度の測定では、ＵＶランプ自体の劣化による照度変化と、投光面の汚れによる照度変化とを識別することができないという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、造形ステージ上に吐出された造形材に光を照射する光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
特に、簡単に光源の光度補正を実施することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。また、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、主走査時の走査速度が変化し、或いは、光源に経時劣化が発生した場合であっても、適切な照度で造形材に光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。さらに、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類、造形材層の厚さ又は走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の本発明による３次元造形装置は、造形ステージに対し、光硬化性の造形材を吐出するための２以上の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルと、上記造形ステージ上に吐出された上記造形材に光を照射し、上記造形材を硬化させるための光源と、上記造形材ノズル及び上記光源を保持する可動ユニットと、上記吐出口の配列方向と交差する方向であって、かつ、上記造形ステージと平行に上記可動ユニットを走査する走査手段と、上記可動ユニット及び上記造形ステージ間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段と、上記走査手段、上記垂直駆動手段、上記造形材ノズルの吐出及び上記光源を制御する制御手段とを備え、上記造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置であって、上記光源から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサと、上記照度センサにより検出された照度に基づいて、上記光源の光度を補正する光度補正手段とを備えて構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、照度センサにより検出された照度に基づいて、造形ステージ上の造形材に光を照射する光源の光度補正が行われるので、光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサが設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、照度計の位置を調整したり、測定値を入力して光源の出力調整を行うといった手間を省くことができ、光源の出力調整を簡単に行うことができる。
【００１６】
第２の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記光源の可動エリア内に受光窓が設けられ、上記照度センサが、上記受光窓を介して上記光源から発した光を受光するように構成される。
【００１７】
この３次元造形装置では、造形材ノズル及び光源が同じ可動ユニットに取り付けられるので、その取付位置に応じて、造形材ノズルの可動エリアと光源の可動エリアとの間に重複しない領域が生じる。この様な非重複領域、すなわち、光源の可動エリア内であって、造形材ノズルの可動エリア外となる領域に照度センサ用の受光窓を配置することにより、可動ユニットの移動によって受光窓と造形材ノズルとが対向するのを防止することができる。このため、造形材ノズルから吐出される造形材によって受光窓が汚れたり、塞がれるのを抑制することができ、照度センサが誤検出するのを抑制することができる。
【００１８】
第３の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材ノズル及び上記光源が、上記可動ユニット内において、走査方向の異なる位置に配置され、上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されているように構成される。
【００１９】
この３次元造形装置では、造形材ノズル及び光源が可動ユニット内における走査方向の異なる位置に配置されるので、造形材ノズルの可動エリアと光源の可動エリアとの間に、走査方向に広がりを有する非重複領域が生じる。そこで、この様な非重複領域内に受光窓を配置すれば、走査中の光源と対向させることができる。従って、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制しつつ、光源の走査方向に関する照度分布を測定することができる。
【００２０】
第４の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記走査手段が、上記吐出口の配列方向と交差する方向を主走査方向とし、上記主走査方向と交差する方向を副走査方向として、上記可動ユニットを２次元走査し、上記造形材ノズル及び上記光源が、上記可動ユニット内において、上記主走査方向の異なる位置に配置され、上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記副走査方向へ走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されているように構成される。
【００２１】
この様な構成によれば、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制しつつ、光源の副走査方向に関する照度分布を測定することができる。
【００２２】
第５の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、上記光度補正手段が、上記積算光量に基づいて、上記光源の光度補正を行うように構成される。
【００２３】
主走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の積算光量は、主走査時の走査速度や光源の投光面の汚れ具合によって変化する。また、造形材層の硬化度合いは、その様な積算光量によって決定される。このため、積算光量を求め、その積算光量に基づいて光源の光度補正を行うことにより、照度の瞬時値やピーク値に基づいて光度補正を行う場合に比べて、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。
【００２４】
第６の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、主走査方向に関する第１照度分布を求める第１照度分布算出手段と、第１照度分布が対称形であるか否かを判定する第１照度分布判定手段と、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えて構成される。
【００２５】
主走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の照度分布は、光源の投光面が汚れていれば、光源と受光窓とが対向する位置に関して非対称となる。そこで、その様な主走査方向に関する照度分布を求めて対称形であるか否かを判定することにより、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。
【００２６】
第７の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記光度補正手段が、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、上記光源の光度補正を行うように構成される。この様な構成によれば、投光面の汚れの影響によって照度変化が生じているにもかかわらず、光源の光度を補正してしまうのを抑制することができる。
【００２７】
第８の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、副走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、副走査方向に関する第２照度分布を求める第２照度分布算出手段と、上記光源に対応する区間について、第２照度分布が判定閾値を越えているか否かを判定する第２照度分布判定手段と、第２照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えて構成される。
【００２８】
通常、光源は、その照射エリアが造形材ノズルによって１回の主走査で形成可能な最大幅の造形材堆積帯を副走査方向に関してカバーするように構成される。このため、副走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の照度分布は、光源の投光面が汚れていなければ、光源に対応する区間について、一定レベル以上の照度が確保される。ところが、光源の投光面が汚れていれば、汚れに対応する区間において照度低下が生じる。そこで、その様な副走査方向に関する照度分布を求め、光源に対応する区間について、照度分布が所定の判定閾値を越えているか否かを判定することにより、投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。
【００２９】
第９の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材の種類、上記造形材層の厚さ又は走査速度に基づいて、照度目標を生成する照度目標生成手段と、上記照度目標に基づいて、上記光源へ電力供給する光源用電源とを備え、上記光度補正手段が、上記照度センサにより検出される照度が上記照度目標と一致するように上記光源用電源の出力を調整することによって、上記光源の光度補正を行うように構成される。
【００３０】
この様な構成によれば、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類や造形材層の厚さ、走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による３次元造形装置では、照度センサにより検出された照度に基づいて、造形ステージ上の造形材に光を照射する光源の光度補正が行われるので、光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサが設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、光源の光度補正を簡単に実施することができる。また、可動ユニットの移動によって照度センサ用の受光窓と造形材ノズルとが対向するのを防止することができ、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制することができる。
【００３２】
また、本発明による３次元造形装置では、積算光量を求めて光源の光度補正を行うことにより、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。さらに、主走査方向に関する照度分布を求めて対称形であるか否かを判定することにより、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。また、副走査方向に関する照度分布を求め、光源に対応する区間について、照度分布が所定の判定閾値を越えているか否かを判定することにより、投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うこともできる。
【００３３】
また、本発明による３次元造形装置では、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類や造形材層の厚さ、走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。
【図２】図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。
【図３】図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、ヘッドユニット１１１をｘ，ｙ，ｚ方向から見た様子が示されている。
【図４】図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。
【図５】図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査往路及び主走査復路の様子が示されている。
【図６】図３のＵＶランプ３５１の構成例を示した断面図であり、ＵＶランプ３５１をｙｚ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。
【図７】作業空間１１０内におけるヘッドユニット１１１、造形ステージ１１２、パージトレイ１１４及び受光孔１１５の位置関係を示した図である。
【図８】ＵＶランプ３５１の照射エリアＡ１１，Ａ２１，Ａ２２と推奨エリアＡ１２，Ａ２３との位置関係を示した図である。
【図９】照度センサ６０の構成例を示した断面図であり、受光孔１１５下に配置された照度センサ６０をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。
【図１０】図２の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。
【図１１】図１０のランプ較正部２０７の構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を示した図であり、累積点灯時間の経過による照度変化と電源出力の調整が示されている。
【図１３】３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査時に測定された照度分布が示されている。
【図１４】３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｙ方向の副走査時に測定された照度分布が示されている。
【図１５】図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正時の動作の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
まず、本発明による３次元造形装置が前提とするインクジェット方式の造形装置の概略構成について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３６】
＜造形システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。この造形システム１００は、３次元造形装置１０と、ＬＡＮ（Local Area Network）１を介して３次元造形装置１０に接続された複数の造形依頼者端末２０により構成される。
【００３７】
３次元造形装置１０は、インクジェット方式の積層型造形機であり、所定のＵＶ硬化樹脂を造形材として用い、後述する造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成することによって所望の立体造形物を形成する。造形依頼者端末２０は、３次元造形用のアプリケーションプログラムがインストールされたＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、所望の立体造形物を作製するための造形データを生成する造形データ作成装置として機能する。
【００３８】
造形データは、造形対象物の３次元形状を示す形状情報と、形状情報以外の造形条件とからなる。造形データは、例えば、ＣＡＤデータに基づいて作成され、必要に応じて、３次元造形装置１０で用いられる積層データとして、各層単位でのデータに加工される。但し、層単位でのデータ加工は、３次元造形装置１０側で行われても良い。形状情報以外の造形条件とは、造形対象物に関わらず指定することが可能な造形情報のことであり、造形材の種類、造形材層の厚さ、走査速度などの造形パラメータと、造形ステージ上における造形対象物の配置態様を示す配置情報とからなる。
【００３９】
造形依頼者端末２０において作成された造形データは、３次元造形装置１０へ送信される。３次元造形装置１０では、ＬＡＮ１を介して造形依頼者端末２０から受信した複数の造形データが造形ジョブとして管理される。すなわち、造形ジョブは、造形データと、造形データに関連付けて保持される属性情報とからなる。この属性情報には、造形データの識別情報、造形データの送受信日時、造形依頼者の識別情報などが含まれる。造形依頼者端末２０は、この様な造形処理の依頼者が使用する端末装置である。
【００４０】
この３次元造形装置１０には、上部扉１１、操作表示部１２及び前面扉１３が設けられている。上部扉１１は、外部から後述する作業空間１１０へアクセスするのを規制し、また、造形材などが外部空間へ飛散するのを防止するための開閉扉であり、手前側を持ち上げることにより、作業空間１１０へアクセスすることができる。操作表示部１２は、例えば、タッチパネルからなり、ユーザによる操作を受け付け、また、動作状態や各種のエラーメッセージを画面表示する。前面扉１３は、造形材カートリッジなどを収容するカートリッジ収容部１３０用の開閉扉であり、上部を手前側へ移動させることにより、カートリッジ収容部１３０へアクセスすることができる。
【００４１】
＜３次元造形装置１０＞
図２は、図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。図中には、上部扉１１及び前面扉１３を開扉した状態の３次元造形装置１０が示されている。
【００４２】
作業空間１１０は、造形材を吐出するヘッドユニット１１１を２次元走査させ、また、吐出した造形材を造形ステージ１１２上に堆積させるための空間であり、作業台としての天板１１６上に形成されている。この天板１１６には、ｘ走査用係合溝１１３、パージトレイ１１４及び受光孔１１５が配置されている。
【００４３】
造形ステージ１１２は、水平で平坦な造形面を有し、造形面上に造形材を堆積させ、立体造形物を形成するための可動ステージであり、鉛直方向に移動させることができる。この造形ステージ１１２は、天板１１６の中央に配置されている。ヘッドユニット１１１は、図示しない駆動装置によって、造形ステージ１１２と平行に２次元走査される可動ユニットである。
【００４４】
この３次元造形装置１０では、鉛直方向をｚ方向とし、互いに直交する水平方向をｘｙ方向とすれば、ユーザから見て左右方向となるｘ方向を主走査方向とし、ユーザから見て前後方向となるｙ方向を副走査方向として、２次元走査が行われる。造形材は、主走査方向の走査時に吐出される。また、ヘッドユニット１１１は、上記２次元走査により、矩形エリア内の任意の位置に移動させることができ、当該矩形エリアが可動エリアとなる。
【００４５】
また、言い換えれば、ここでのｙ方向とは、後述するモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１の各々が有する複数のオリフィス（後述する吐出口２）が配列した並び方向であり、ｘ方向は水平面内においてこのｙ方向と直交する方向である。
【００４６】
ｘ走査用係合溝１１３は、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ走査する駆動装置と係合させるための溝であり、天板１１６の前端部及び後端部に形成されている。パージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１から排出された造形材を使用済み造形材として一時的に収容する容器であり、その様な使用済み造形材からなる造形材液が排液として保持される。パージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１の可動エリア内であって、造形ステージ１１２よりも左側に配置されている。
【００４７】
３次元造形装置１０では、造形処理中において、定期的にパージ処理が行われる。パージ処理は、ヘッドユニット１１１を造形エリアとしての造形ステージ１１２上からパージトレイ１１４上に移動させ、ヘッドユニット１１１に搭載されている造形材ノズル３１２，３２２から造形材を強制的に吐出させることにより、造形材を吐出するための吐出口や、吐出口に造形材を供給するための造形材供給経路内に残留する残留物を除去するとともに、造形材ノズル３１２，３２２の表面に、図示しないゴム部材を当接させ、摺動させることにより、造形材ノズル表面を清掃する処理である。ここで、ノズルから吐出された造形材は、後述する廃液タンク１３Ｈに回収されるようになっている。
【００４８】
受光孔１１５は、造形材を硬化させるためのＵＶ光の照度を検出する照度センサ用の受光窓であり、天板１１６に形成された貫通孔からなる。この受光孔１１５は、造形ステージ１１２を挟んでパージトレイ１１４とは反対側に配置されている。また、具体的な動作としては、操作表示部１２に設けられるランプユニット３５の照度検査スイッチを押下し、ヘッドユニット１１１を駆動させることにより、自動的に受光孔１１５の真上に位置させ、ランプユニット３５を点灯させ、ＵＶ光の照度を、受光孔１１５の内部に設けられる照度センサにより検出させる。
【００４９】
カートリッジ収容部１３０内には、２つのモデル材カートリッジ１３Ｍと、２つのサポート材カートリッジ１３Ｓと、廃液タンク１３Ｈが収容されている。ヘッドユニット１１１から吐出される造形材としては、造形物自体を構成するモデル材Ｍと、モデル材Ｍのオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には除去されるサポート材Ｓとがある。
【００５０】
本実施例では、サポート材Ｓは、モデル材Ｍに比べ、サポート材Ｓを除去するための水に対する溶解性の高い材料が含まれている。なお、ここでのオーバーハング部分とは、造形物がｚ方向（つまり高さ方向）において下方に位置する造形部分よりｘ−ｙ平面で張り出した部分を意味し、言い換えれば、オーバーハング形状を有する造形物とは、既に成形されたモデル材のスライスが存在しない部分の上表面に新たなモデル材のスライスが成形される部分（オーバーハング部）を有する造形物である。
【００５１】
モデル材カートリッジ１３Ｍは、使用前のモデル材Ｍを収容する着脱式の造形材タンクである。サポート材カートリッジ１３Ｓは、使用前のサポート材Ｓを収容する着脱式の造形材タンクである。つまり、モデル材カートリッジ１３Ｍやサポート材カートリッジ１３Ｓには、ヘッドユニット１１１の造形材ノズル３１２，３２２から吐出させる前の造形材が収容される。
【００５２】
廃液タンク１３Ｈは、パージトレイ１１４や後述するヘッドユニット１１１内のローラードレイントレイ（図示せず）から回収された排液を蓄積するための貯留容器であり、取り外して交換することができる。なお、廃液タンク１３Ｈには、内部に液面検出用のセンサや、廃液タンク１３Ｈ自体の重量を検出する重量センサなどを設けることにより、廃液タンク１３Ｈ内の廃液の程度を検出し、オペレータに通知する機能を搭載している。
【００５３】
＜ヘッドユニット１１１＞
図３は、図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、図中の（ａ）には、ヘッドユニット１１１をｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）から見た様子が示され、（ｂ）には、ｘ方向（ヘッドユニット１１１の主走査方向）から見た様子が示され、（ｃ）には、ｚ方向から見た様子が示されている。
【００５４】
このヘッドユニット１１１は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ｙ走査用ホルダユニット３３、ローラーユニット３４及びランプユニット３５により構成され、これらのユニット３１〜３５を一体的に保持している。ユニット３１〜３５は、この順に、ｘ方向に配列されている。
【００５５】
なお、ｘ軸方向に沿うサポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ローラーユニット３４及びランプユニット３５の配列の基本的な考え方は、以下の通りである。ヘッドユニット１１１の主走査方向の往路方向をベースに考えると、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２は、いずれか一方が他方の前方に位置すればよい。このようなノズルユニットのレイアウトに対して、ローラーユニット３４ならびにランプユニット３５は、ローラーの作用を往路で行いたい場合は、往路進行方向において、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置し、ローラーの作用を復路で行いたい場合は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の復路の進行方向において後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置すればよい。
【００５６】
また、上記実施例においては、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行った後、ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法を採用した。
【００５７】
しかし、これ以外にも、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、余剰樹脂層を含む最上層に対して、ランプユニット３５によって一旦光を照射した後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行い、その後再度ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法もある。
【００５８】
この場合、ランプユニット３５は、ヘッドユニット１１１において、ｘ方向、つまりヘッドユニット１１１の主走査方向で、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２を挟む前後方向に一対のランプユニット３５を設けることにより、上述のような二度の照射を行うことができる。また、この場合、一度目の照射と二度目の照射を合わせて、最終的に所望する樹脂の硬化の程度を達成するようになるため、一度目の照射後の樹脂は硬化状態ではなく、まだその後のローラーユニット３４による掻き取り動作のために、流動可能な、半硬化状態である。このため、この場合においても、ローラーユニット３４による樹脂の掻き取り前の最上層の状態は、未硬化または流動可能な状態と表現することとする。
【００５９】
モデル材用ノズルユニット３２は、モデル材カートリッジ１３Ｍから供給されるモデル材Ｍを吐出するためのノズルユニットであり、モデル材Ｍを一時的に収容するリザーブタンク３２１と、造形ステージ１１２に対しモデル材Ｍを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３２２からなる。
【００６０】
サポート材用ノズルユニット３１は、サポート材カートリッジ１３Ｓから供給されるサポート材Ｓを吐出するためのノズルユニットであり、サポート材Ｓを一時的に収容するリザーブタンク３１１と、サポート材Ｓを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３１２からなる。
【００６１】
モデル材Ｍやサポート材Ｓは、造形材ノズル３２２ならびに３１２の各々に設けられる吐出口２ごとにノズルユニット内に設けられる圧電素子の振動を利用することにより、吐出口２から液滴となって射出される。吐出口２は一定ピッチでｙ方向において直線上に配置されている。
【００６２】
ヘッドユニット１１１は、造形材ノズル３１２，３２２から造形材を吐出させながらｘ方向に走査することにより、造形材ノズル３１２，３２２の各々に設けられる全ての吐出口２の配列長さに対応する所定幅の造形材堆積帯を１回の主走査によって造形ステージ１１２上に形成することができる。
【００６３】
ｙ走査用ホルダユニット３３は、ヘッドユニット１１１を副走査方向へ走査するために、ｘ走査用係合溝１１３間を結ぶ橋梁体に支持されている。このｙ走査用ホルダユニット３３が上記橋梁体に支持されるとともに、橋梁体上に設けられる図示しない駆動部により、橋梁体に設けられる図示しないｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）に延びる軸に沿ってヘッドユニット１１１を駆動する構造となっている。なお、ヘッドユニット１１１のｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）の駆動方式としては、ヘッドユニット１１１自体に駆動部を内蔵させ、上述した軸上を移動させるようにしてもよい。
【００６４】
ローラーユニット３４は、膜厚調整用ローラー３４１と、このローラー３４１を回転させる駆動部（図示せず）と、膜厚調整用ローラー３４１によって造形ステージ１１２上に形成される造形材層の最表面から掻き取られた造形材を一時的に収容するためのローラードレイントレイ（図示せず）からなる。
【００６５】
膜厚調整用ローラー３４１は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜の厚さを調整する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材ノズル３１２，３２２から吐出された造形材にて形成された最表面層の一部を、ランプユニット３５にて硬化させる前に所定の厚みを掻き取ることにより、最表面層の厚みの最適化を図っている。また、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材膜の表面を平坦化するためのローラーでもあり、ｙ方向の回転軸を中心として回転する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１が作用する際のヘッドユニット１１１の進行方向に対して、膜厚調整用ローラー３４１は、順方向に回転する。膜厚調整用ローラー３４１にて掻き取られ、上記ローラードレイントレイ内に収容された造形材は、使用済み造形材からなる排液として廃液タンク１３Ｈへ送られる。
【００６６】
ランプユニット３５は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜にＵＶ光を照射するためのＵＶランプ３５１からなり、吐出口２の配列長さよりも幅が広い照射エリアを造形ステージ１１２上に形成することができる。
【００６７】
図３に示すランプユニット３５のレイアウトを採用した場合は、図の左から右にヘッドユニット１１１を移動させる、いわゆる主走査の往路においては、ランプユニット３５は、造形材ノズル３１２，３２２よりも先行した位置に配置されるため、往路に吐出した造形物の表面にＵＶ光を照射することがない。従って、点灯制御を容易化するため、常時点灯していてもよい。実際のＵＶ光の照射は、復路において、膜厚調整用ローラー３４１が造形物の最表面の厚みを適正化した後の最表面に対して行われることとなる。
【００６８】
なお、ここでのランプユニット３５は、ＵＶ光を照射する光源であれば、ＵＶ光照射用ランプに限る必要はなく、ＵＶ光を照射するＬＥＤ光源も含むものである。つまり、ＵＶ光などの樹脂硬化に必要な特定波長の光を照射する樹脂硬化用の光照射手段である。更に、光硬化型の樹脂に代えて、造形用樹脂として所定の温度によって硬化するような熱可塑性樹脂を採用するのであれば、本発明のランプユニット３５に代えて、樹脂硬化手段として、冷却または加熱手段を採用したり、場合によっては、不要な場合もある。
【００６９】
＜造形処理＞
図４は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。図中には、立体造形物を造形中の３次元造形装置１０におけるヘッドユニット１１１及び造形ステージ１１２をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面の様子が示されている。
【００７０】
モデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、造形ステージ１１２に対し、主走査方向（ｘ方向）の走査中にヘッドユニット１１１から下方へ液滴３となって吐出される。主走査往路時に造形ステージ１１２上に吐出し堆積させたこれらの造形材からなる造形材層は、主走査復路において、膜厚調整用ローラー３４１により膜厚が調整され、ＵＶランプ３５１によるＵＶ光の照射によって硬化する。なお、上記の説明では、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、主走査の往路方向にて行うと共に、ヘッドユニット１１１の主走査の復路において行っても良い。また、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、ヘッドユニット１１１の主走査の復路単独で行ってもよい。
【００７１】
本実施の形態におけるモデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、共にＵＶ硬化性の樹脂であり、同一のＵＶランプ３５１によりＵＶ光が照射されることにより硬化する。なお、３次元造形装置１０に使用可能な樹脂としては、光硬化性の樹脂の他に、熱を与えて硬化させる熱硬化性の樹脂や、自然冷却により硬化する熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００７２】
ヘッドユニット１１１のｙ方向の長さ（ヘッド幅）に対応する一定幅の帯状領域は、フィールドと呼ばれ、あるフィールドについて、造形材層の形成が完了すれば、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させ、隣接するフィールドに対する造形材層の形成が開始される。どの程度ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させるかは、造形ステージ１１２上にて形成する造形物をどのような位置に配置させるかによって決定され、その決定は、造形依頼者端末２０における依頼者の入力に基づいて行われる。前述した造形材堆積帯は、フィールド内に形成可能な最大幅の造形材層である。
【００７３】
ヘッドユニット１１１は、ｘ走査用係合溝１１３間をｙ方向に跨ぐ門型の橋梁体に支持され、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿って主走査方向に走査される。なお、本実施の形態では、門型の橋梁体にヘッドユニット１１１を支持させ、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿ってヘッドユニット１１１を主走査方向に移動させる構成としたが、ｘ走査用係合溝１１３を１本とし、ヘッドユニット１１１を片持ちで支持した状態で主走査方向に移動させる構成としても良い。
【００７４】
ヘッドユニット１１１に配設されたモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１により造形可能なｙ方向の幅は造形ステージ１１２上の造形エリアに対して短いため、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ往復移動させて１フィールド分の造形が完了すると、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）に移動させて隣接するフィールドの造形が行われる。ユーザが設定した立体造形物が１フィールド内に収まる場合には、ヘッドユニット１１１の副走査方向への移動は行われない。なお、ヘッドユニット１１１による造形可能なｙ方向の幅が造形ステージ１１２上の造形エリアのｙ方向の幅よりも同一又は大きい場合には、ヘッドユニット１１１は副走査方向へ移動させながら造形する必要はなく、副走査方向への移動機構は不要となる。
【００７５】
造形ステージ１１２上には、上述したヘッドユニット１１１の主走査及び副走査によって造形材層がフィールドごとに形成され、立体造形物を構成する１つの樹脂層が形成される。この樹脂層は、スライス層と呼ばれ、あるｚ方向の位置でスライス層の形成が完了すれば、造形ステージ１１２をスライス層の厚さに相当する距離だけ下方向（ｚ方向）へ移動させ、次のスライス層の形成が開始される。
【００７６】
この３次元造形装置１０では、着脱可能な可搬プレート４１の上面が造形ステージ１１２であり、可搬プレート４１と、可搬プレート４１が載置されるプレート取付台４２とから、ｚ方向に移動可能なｚ移動ユニット４０が構成される。ｚ移動ユニット４０は、ｚ駆動装置４３によりｚ方向の位置が調整される。ｚ駆動装置４３は、ヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段である。可搬プレート４１は、矩形状の金属板からなり、造形依頼者端末２０から指示した全ての造形が完了した時点で、立体造形物を載せたままの状態で、プレート取付台４２から取り外すことができる。プレート取付台４２には、可搬プレート４１を固定するための所定の固定機構（図示せず）が設けられる。
【００７７】
立体造形物は、モデル材Ｍによって構成され、サポート材Ｓは、立体造形物のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には所定の方法によって除去される。例えば、モデル材Ｍとして、水に対し不溶性又は難溶性の樹脂を用い、サポート材Ｓとして、易溶性の樹脂を用いれば、可搬プレート４１上に形成された造形物を取り出して水に浸すことにより、サポート材Ｓからなる造形材層だけを容易に除去することができる。また、言うまでもなく、造形物としてのモデル材Ｍからサポート材Ｓの除去は、従来通り、手を用いてモデル材Ｍからサポート材Ｓを外すようにしても良い。
【００７８】
この例では、可搬プレート４１上に形成された下地層ＳＳ上にモデル材Ｍ及びサポート材Ｓからなるスライス層を積層形成することによって所望の立体造形物が形成される。下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収し、また、造形物を剥離し易くするサポート材Ｓからなる。さらに、この下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収できるのであれば、造形依頼者端末２０における造形条件において、中実の構造以外に格子状などの中空構造を採用することにより、材料の使用量の低減を図ることもできる。
【００７９】
＜主走査＞
図５は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、図中の（ａ）には、ｘ方向の主走査往路の様子が示され、（ｂ）には、主走査復路の様子が示されている。主走査往路では、ｚ方向に関して造形ステージ１１２の位置がヘッドユニット１１１から離間した位置に固定され、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出される。造形ステージ１１２上には、これらの造形材からなる造形材層４が形成される。
【００８０】
なお、図５（ａ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離と、図５（ｂ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離とは明らかに異なるように示しているが、これは動作の内容をわかりやすく説明するためであり、実際は、図５（ａ）の状態でのヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離は２ｍｍ以下であり、図５（ｂ）におけるその距離は、図５（ａ）の状態から造形ステージ１１２をｚ方向で且つヘッドユニット１１１に近づくように１ｍｍ以下の距離を移動させるようになっている。
【００８１】
造形材層４の厚みはユーザが造形精度や造形速度の観点から決定することができる。つまり、ユーザが造形精度を優先することを選択すれば、造形材層４の厚みは設定可能な最小の厚み又はその近傍の厚みに設定し、造形速度を優先することを選択すれば、最低限の造形精度を維持した厚みに設定すればよい。このような選択は、造形依頼者端末２０において形状情報以外の造形条件として選択、設定することができるようになっている。
【００８２】
主走査復路の走査は、膜厚調整用ローラー３４１が造形材層４と接触する位置まで造形ステージ１１２を上方へ移動させた状態で行われる。この主走査復路では、主走査往路での造形材の吐出に加え、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出させることも可能であり、主走査往路や復路で吐出し堆積させた造形材層４の上層部が膜厚調整用ローラー３４１によって掻き取られる。
【００８３】
造形材ノズル３１２，３２２に配設された各ノズルからの造形材の吐出量には個体差があり、また、予め設定された厚みの造形材層４が正確に得られるように、造形材ノズル３１２，３２２からの造形材の吐出量を制御するのは困難であるため、少なくとも各造形層を形成する単位で、造形材ノズル３１２，３２２からは設定された厚み以上の造形材を吐出し、余分な造形材を膜厚調整用ローラー３４１により回収することで、予め設定された厚みの造形材層４を維持し、均一な厚みの造形材層４を積層することができる。但し、膜厚調整用ローラー３４１を、その時点での造形層の最表面に当接させるタイミングは、造形データとしての各スライス層データ単位での最表面で行う必要はなく、造形の種々の狙い、例えば、造形精度と造形速度の両立の観点から、必要なタイミングにて行うことができる。
【００８４】
膜厚調整用ローラー３４１は、主走査の往路及び復路に関わらず、一定の回転数で同じ向きに回転する。ＵＶランプ３５１は、造形材の種類や造形材層４の厚さ、ｘ方向の走査速度に応じた所定の光度で点灯し、主として、膜厚調整用ローラー３４１による膜厚調整後の造形材層４をＵＶ光の照射によって硬化させる。
【００８５】
次に、光源の初期光度及び経時劣化における個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射する構成について、図６〜図１５を用いて説明する。
【００８６】
＜ＵＶランプ３５１＞
図６は、図３のＵＶランプ３５１の構成例を示した断面図であり、ＵＶランプ３５１をｙｚ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。このＵＶランプ３５１は、例えば、メタルハライドランプや高圧水銀ランプであり、ｙ方向に細長い線状光源５１と、筐体５２、カバーガラス５３及び反射鏡５４からなる。
【００８７】
線状光源５１は、ＵＶ光を生成する直線状の発光素子からなり、筐体５２内において水平に配置されている。反射鏡５４は、線状光源５１から出射された光のうち、筐体５２の内壁面に入射した光を筐体５２の開口部へ導くためのミラーであり、筐体５２内の上壁面及び側壁面に配置されている。カバーガラス５３は、線状光源５１を保護するための透明なガラス板であり、筐体５２の開口部に配置されている。
【００８８】
線状光源５１の点灯時には、カバーガラス５３の下面を投光面として、投光面に関し概ね均一な強度のＵＶ光が出射され、ＵＶランプ３５１と対向するエリアが照射される。インクジェット方式の積層造形法では、ｘ方向の主走査往路及び主走査復路をそれぞれパスと呼ぶ。１つのフィールド内の造形材層は、複数回のパスによって形成される。ＵＶランプ３５１の造形ステージ１１２上における照射エリアは、１回のパスによって形成可能な最大幅の造形材堆積帯よりも幅が広く、当該造形材堆積帯を１回のパスによって均一に硬化させることができる。
【００８９】
＜推奨エリアＡ３＞
図７は、作業空間１１０内におけるヘッドユニット１１１、造形ステージ１１２、パージトレイ１１４及び受光孔１１５の位置関係を示した図である。ヘッドユニット１１１は、ｘ方向の主走査及びｙ方向の副走査により、矩形からなる可動エリアＡ２内の任意の位置へ移動させることができる。
【００９０】
可動エリアＡ２は、ヘッドユニット１１１を移動させることが可能な最大のエリアである。この可動エリアＡ２は、例えば、メカニカルな限界がより広くても、ソフトウェア的に制御されているエリアがより狭い場合には、ソフトウェア制御によって実現される最大のエリアとなる。
【００９１】
ヘッドユニット１１１が可動エリアＡ２内を移動する場合、ヘッドユニット１１１内の造形材ノズル３１２，３２２は、ノズル可動エリアＡＮ内を移動する。このノズル可動エリアＡＮは、造形ステージ１１２上の造形エリアＡ１やパージトレイ１１４を包含する矩形エリアである。
【００９２】
一方、ＵＶランプ３５１は、ヘッドユニット１１１内において、造形材ノズル３１２，３２２とはｘ方向の位置を異ならせて配置されている。すなわち、ＵＶランプ３５１は、造形材ノズル３１２，３２２よりも右側に配置されている。このため、ＵＶランプ３５１のランプ可動エリアＡＬは、造形エリアＡ１を包含する矩形エリアであって、ノズル可動エリアＡＮとは重複しない領域を右端部に有している。この非重複領域は、ｘ方向に関し、造形エリアＡ１を挟んでパージトレイ１１４とは反対側に形成されている。
【００９３】
パージトレイ１１４は、ノズル可動エリアＡＮ内であって、造形エリアＡ１よりも左側に配置されている。ヘッドユニット１１１は、造形処理中において、定期的にパージトレイ１１４上に移動し、造形材ノズル３１２，３２２から造形材を吐出させるパージ処理が行われる。
【００９４】
照度センサ用の受光孔１１５は、ＵＶランプ３５１を対向させることができる一方、誤って吐出された造形材によって開口が塞がれるのを防止するために、ヘッドユニット１１１が可動エリアＡ２内のどこに移動しても造形材ノズル３１２，３２２が対向することのない位置に配置するのが望ましい。そこで、ランプ可動エリアＡＬ内であって、ノズル可動エリアＡＮ外となる上記非重複領域を推奨エリアＡ３として、受光孔１１５はこの推奨エリアＡ３内に配置される。
【００９５】
図８は、ＵＶランプ３５１の照射エリアＡ１１，Ａ２１，Ａ２２と推奨エリアＡ１２，Ａ２３との位置関係を示した図である。図中の（ａ）には、ヘッドユニット１１１をｙ方向から見た場合に、ヘッドユニット１１１が主走査方向の右端に位置しているときの照射エリアＡ１１及び推奨エリアＡ１２が示されている。
【００９６】
照射エリアＡ１１は、受光孔１１５が形成される天板１１６上のエリアであって、照度が一定レベルを越える矩形エリアである。推奨エリアＡ１２は、照射エリアＡ１１に相当するｘ方向の範囲について照度分布を測定するために、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ヘッドユニット１１１が主走査方向における右端に位置しているときの照射エリアＡ１１外となる矩形エリアである。つまり、照度センサ６０は、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ｘ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向させることが可能な位置に配置される。
【００９７】
図中の（ｂ）には、ヘッドユニット１１１をｘ方向から見た場合に、ヘッドユニット１１１が副走査方向の前端及び後端に位置しているときの照射エリアＡ２１，Ａ２２及び推奨エリアＡ２３が示されている。照射エリアＡ２１，Ａ２２は、照射エリアＡ１１と同様に、天板１１６上の矩形エリアである。
【００９８】
推奨エリアＡ２３は、照射エリアＡ２１，Ａ２２に相当するｙ方向の範囲について照度分布を測定するために、ヘッドユニット１１１が副走査方向における前端に位置しているときの照射エリアＡ２１外であって、副走査方向の後端に位置しているときの照射エリアＡ２２外となる矩形エリアである。つまり、照度センサ６０は、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ｙ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向させることが可能な位置に配置される。
【００９９】
＜照度センサ６０＞
図９は、照度センサ６０の構成例を示した断面図であり、受光孔１１５下に配置された照度センサ６０をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。この照度センサ６０は、照度を検出する照度検出装置であり、ＰＤ（フォトダイオード）６１、基板６２、遮熱フィルタ６３、汚れ防止カバー６４及び筐体６５により構成される。
【０１００】
ＰＤ６１は、受光孔１１５を介して入射した光を受光し、天板１１６上における照度を示す検出信号を生成する受光素子であり、基板６２上に形成されている。この基板６２は、ＰＤ６１の形成面を上に向けて筐体６５内の底部に収容されている。
【０１０１】
遮熱フィルタ６３は、ＵＶランプ３５１からの放射熱を遮断するための赤外線フィルタであり、筐体６５の開口部に配置されている。汚れ防止カバー６４は、造形時などに飛散した造形材や粉塵が遮熱フィルタ６３に付着するのを防止するための遮断板であり、受光孔１１５を塞ぐように配置されている。
【０１０２】
筐体６５は、その開口部を受光孔１１５に対向させて配置されている。受光孔１１５は、例えば、汚れ防止カバー６４を手動でｘ方向へスライドさせることによって開けることができる。
【０１０３】
図１０は、図２の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。この３次元造形装置１０は、ノズルユニット３１，３２、照度センサ６０、ＵＶランプ３５１、操作部１２１、表示部１２２、造形情報記憶部２０１、造形制御部２０２、ｘｙ駆動部２０３、ｚ駆動部２０４、照度目標生成部２０５、ランプ用電源２０６、ランプ較正部２０７、カバー開閉センサ２０８、累積点灯時間計測部２０９、メンテナンススケジュール記憶部２１０及び較正制御部２１１により構成される。
【０１０４】
造形情報記憶部２０１には、造形依頼者端末２０から取得した複数の造形データが、造形ジョブを識別するための識別コードなどと共に保持される。造形制御部２０２は、実行対象として指定された造形データに基づいて、ノズルユニット３１，３２、ｘｙ駆動部２０３及びｚ駆動部２０４を制御し、造形対象物を形成するための造形処理を行う。この造形処理では、ヘッドユニット１１のｘｙ走査制御、造形ステージ１１２のｚ位置調整、ノズルユニット３１，３２内の圧電素子の駆動制御による造形材の吐出制御、ＵＶランプ３５１の発光制御が行われる。
【０１０５】
照度目標生成部２０５は、造形情報記憶部２０１内の造形データに基づいて、照度目標を生成し、ランプ用電源２０６へ出力する。照度目標は、照度が造形材の種類、造形材層の厚さ及び主走査時の走査速度に応じた適切な値となるように、ＵＶランプ３５１の明るさを調整するための照度参照値である。
【０１０６】
ランプ用電源２０６は、商用電源から供給される電力を利用してＵＶランプ３５１を駆動する出力可変の光源用電源装置であり、照度目標に基づいて、ＵＶランプ３５１へ電力供給する。例えば、照度目標ごとの出力電圧からなる電圧テーブルを用い、造形ステージ１１２上における照度が照度目標と一致するように、照度目標に応じて、出力電圧が調整される。
【０１０７】
一般に、立体造形物に求められる特性に応じて、モデル材Ｍの種類が変更される。このため、モデル材Ｍの硬化特性に応じた照度でモデル材Ｍを照射し固化させることにより、造形物の品質を向上させることができる。一方、サポート材Ｓは、造形物の品質に与える影響が小さいので、照度の許容範囲はモデル材Ｍよりも広い。従って、照度目標は、モデル材Ｍの種類に応じて定められる。
【０１０８】
また、造形材層の厚さを厚くすれば、ｚ方向の分解能は低下するが、造形処理に要する時間（造形時間）は短くなる。このため、要求されるｚ方向の分解能と、造形時間の許容範囲とから造形材層の厚さが定められる。造形材層の厚さを厚くすれば、一定時間に硬化させなければならない樹脂量が増大することから、ＵＶ光の照度を増やす必要があり、照度目標は、造形材層の厚さに応じて定められる。
【０１０９】
さらに、ｘ方向の走査時の走査速度を速くすれば、ｘ方向の分解能は低下するが、造形時間は短くなる。このため、要求されるｘ方向の分解能と、造形時間の許容範囲とから主走査時の走査速度が定められる。走査速度を速くすれば、光が樹脂に当たる時間が短くなることから、ＵＶ光の照度を増やす必要があり、照度目標は、ｘ方向の走査時の走査速度に応じて定められる。
【０１１０】
ランプ較正部２０７は、照度センサ６０の出力に基づいて、ＵＶランプ３５１の出力較正を行う。具体的には、照度センサ６０の検出信号に基づいて、実際の照度が照度目標と一致するように、ランプ用電源２０６が保持する電圧テーブルの電圧値を較正することにより、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。
【０１１１】
較正制御部２１１は、ユーザ操作に基づいて、或いは、メンテナンススケジュールにおいて指定されたタイミングで、ＵＶランプ３５１の出力較正をランプ較正部２０７に指示し、また、出力較正に関する各種のメッセージを表示部１２２に表示する。メンテナンススケジュール記憶部２１０には、ＵＶランプ３５１を定期的に保守点検するための時刻情報からなるメンテナンススケジュールが保持される。
【０１１２】
例えば、ユーザが操作入力を行うことにより指示したタイミングでＵＶランプ３５１の出力較正が指示される。また、メンテナンススケジュールにおいて予め指定した日時に達するごとに、出力較正が自動的に指示される。また、ＵＶランプ３５１の累積点灯時間に基づいて、定期的に出力較正が指示される。或いは、ＵＶランプ３５１を交換するごとに、出力較正が指示される。
【０１１３】
較正制御部２１１は、出力較正の指示時に、ランプ用電源２０６の出力が上限に達し、目標照度が得られない場合に、ＵＶランプ３５１の交換をユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１４】
カバー開閉センサ２０８は、照度センサ６０の汚れ防止カバー６４の開閉状態を検出するセンサである。較正制御部２１１は、出力較正の指示時に、汚れ防止カバー６４が閉じたままであれば、汚れ防止カバー６４を開くことをユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１５】
累積点灯時間計測部２０９は、ＵＶランプ３５１の点灯時間を積算し、累積点灯時間を求める。較正制御部２１１は、累積点灯時間が一定時間を越えるごとに、ＵＶランプ３５１の保守点検をユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１６】
図１１は、図１０のランプ較正部２０７の構成例を示したブロック図である。このランプ較正部２０７は、第１照度分布算出部２２１、第１照度分布判定部２２２、第２照度分布算出部２２３、第２照度分布判定部２２４、エラー出力部２２５及び光度補正部２２６により構成される。
【０１１７】
光度補正部２２６は、照度センサ６０からの検出信号に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度を補正するための補正信号を生成し、ランプ用電源２０６へ出力する。具体的には、照度センサ６０により検出される照度が照度目標と一致するように、ランプ用電源２０６の出力電圧が調整される。
【０１１８】
第１照度分布算出部２２１は、ＵＶランプ３５１の投光面の汚れなどを検知するために、主走査方向に関する第１照度分布を求める。第１照度分布は、主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて、算出される。第１照度分布は、投光面の汚れなどがなければ、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置に関して対称形となる。
【０１１９】
第１照度分布判定部２２２は、第１照度分布が対称形であるか否かを判定し、その判定結果をエラー出力部２２５へ出力する。具体的には、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置を原点とし、原点から等距離にあるｘ方向の２点間で照度を比較し、照度誤差が所定の判定閾値Ｔｈ１以下であるか否かによって対称形であるか否かが判定される。光度補正部２２６では、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。すなわち、第１照度分布が対称形であれば、ＵＶランプ３５１の光度補正を行う一方、対称形でない場合には、光度補正が行われない。
【０１２０】
エラー出力部２２５は、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、エラー出力を行う。具体的には、第１照度分布が対称形でない場合に、投光面が汚れている旨をユーザに知らせるためのエラーメッセージが表示部１２２に表示される。
【０１２１】
第２照度分布算出部２２３は、ＵＶランプ３５１の投光面の汚れを検知するために、副走査方向に関する第２照度分布を求める。第２照度分布は、副走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて、算出される。ＵＶランプ３５１は、その照射エリアが造形材ノズル３１２，３２２によって１回の主走査で形成可能な最大幅の造形材堆積帯を副走査方向に関してカバーする。このため、第２照度分布は、投光面の汚れがなければ、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、一定レベル以上の照度が確保される。
【０１２２】
第２照度分布判定部２２４は、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、第２照度分布が所定の判定閾値Ｔｈ２を越えているか否かを判定し、その判定結果をエラー出力部２２５へ出力する。エラー出力部２２５では、第２照度分布判定部２２４の判定結果に基づいて、エラー出力が行われる。具体的には、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、照度が判定閾値Ｔｈ２を越えていない区間が存在する場合に、投光面が汚れている旨をユーザに知らせるためのエラーメッセージが表示部１２２に表示される。
【０１２３】
＜ＵＶランプ３５１の出力較正＞
図１２は、図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を示した図であり、累積点灯時間の経過による照度変化と電源出力の調整が示されている。図中には、ＵＶランプ３５１の累積点灯時間に対する照度変化と、一定時間ごとのランプ用電源２０６の出力調整による光度補正の様子が示されている。
【０１２４】
ＵＶランプ３５１の照射光による照度は、ＵＶランプ３５１の経時劣化により、累積点灯時間の経過に伴って徐々に低下する。そこで、３次元造形装置１０では、累積点灯時間として、一定時間が経過するごとに較正処理が実行され、ランプ用電源２０６の出力を調整することによって、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。
【０１２５】
この例では、電源出力ｂ１でＵＶランプ３５１を駆動することにより、所望の照度ａ１が観測されているが、累積点灯時間の経過によって観測される照度が徐々に低下している。そこで、１回目の光度補正が行われ、電源出力をｂ２まで増加させることによって照度がａ１に回復している。
【０１２６】
さらに、累積点灯時間が経過すれば、観測される照度は徐々に低下する。そこで、２回目の光度補正が行われ、電源出力がｂ３まで増加される。このとき、電源出力ｂ３が定格に達していれば、光度補正が十分に行われず、所望の照度ａ１が得られない。この様な場合には、ランプ交換を促すために、警告メッセージが表示される。
【０１２７】
ＵＶランプ３５１の交換が実施された場合、そのランプ交換に伴って３回目の光度補正が行われ、電源出力がｂ４まで減少している。その後、累積点灯時間が経過すれば、観測される照度は徐々に低下するが、造形材の種類が変更されるのに合わせて、４回目の光度補正が行われている。この造形材の種類の変更により、照度目標はａ２となるが、電源出力をｂ５まで減少させることにより、所望の照度ａ２が観測されている。
【０１２８】
図１３は、３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査時に測定された照度分布が示されている。図中の（ａ）には、正常な場合が示され、（ｂ）には、照度センサ６０の汚れ防止カバー６４が半開き状態である場合が示され、（ｃ）には、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れている場合が示されている。
【０１２９】
主走査方向に関する照度分布は、ＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて算出され、通常であれば、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置に関し、左右対称な形状となる。
【０１３０】
これに対し、汚れ防止カバー６４が半開き状態であれば、照度のピーク位置が左側にずれ、照度分布は左右非対称な形状となる。また、投光面に造形材やごみなどの汚れが付着している場合にも、汚れの位置に対応して部分的な照度低下が生じることから、照度分布は左右非対称な形状となる。従って、主走査方向に関する照度分布が対称形であるか否かを判定することにより、投光面の汚れや汚れ防止カバー６４の不具合を検知することができる。
【０１３１】
図１４は、３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｙ方向の副走査時に測定された照度分布が示されている。図中の（ａ）には、正常な場合が示され、（ｂ）には、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れている場合が示されている。
【０１３２】
副走査方向に関する照度分布は、ＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて算出される。ＵＶランプ３５１の照射エリアは、その幅が１回のパスにより形成可能な最大幅の造形材堆積帯５よりも広く、造形材堆積帯５を副走査方向に関してカバーしている。このため、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れていなければ、造形材堆積帯５について、一定レベル以上の照度が確保される。
【０１３３】
これに対し、ＵＶランプ３５１のカバーガラス５３に造形材やごみなどの汚れが付着していれば、汚れに対応する区間で照度低下が生じる。照度低下が生じた区間では、光量不足の影響により、造形材堆積帯５にだれが生じている。そこで、造形材堆積帯５について、照度が一定値ｃ１を下回っている区間が存在するか否かを判定することにより、投光面の汚れを検知することができる。
【０１３４】
図１５のステップＳ１０１〜Ｓ１１１は、図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正時の動作の一例を示したフローチャートである。較正制御部２１１は、メンテナンススケジュールに従って出力較正をランプ較正部２０７に指示する際に、まず、汚れ防止カバー６４を開くようにユーザに促すための警告メッセージを表示する（ステップＳ１０１）。
【０１３５】
次に、較正制御部２１１は、一定時間内に汚れ防止カバー６４が開けられなければ、エラーメッセージを表示してこの処理を終了する（ステップＳ１０２，Ｓ１１１）。一方、較正制御部２１１は、汚れ防止カバー６４が開いたことが検知されれば、ランプ較正部２０７に出力較正を指示し、ｘ方向に関する照度分布がランプ較正部２０７により測定される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【０１３６】
次に、ランプ較正部２０７は、得られたｘ方向に関する照度分布が対称形でなければ、投光面に汚れが付着し、或いは、汚れ防止カバー６４に不具合が生じていると判断し、エラーメッセージを表示してこの処理を終了する（ステップＳ１０４，Ｓ１１１）。
【０１３７】
ｘ方向に関する照度分布が対称形である場合には、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置の照度が測定される（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。このとき、ランプ較正部２０７は、検出された照度と照度目標とを比較し、照度誤差が所定の判定閾値Ｔｈ３以下であれば、許容範囲内であると判断し、光度補正を行わない（ステップＳ１０６）。
【０１３８】
一方、ランプ較正部２０７は、照度誤差が判定閾値Ｔｈ３を越えていれば、ランプ用電源２０６の出力を調整することによって光度補正を行い（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０５の処理手順を繰り返す。その際、較正制御部２１１は、光度補正によってランプ用電源２０６の出力が上限に達すれば、エラーメッセージを表示する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。
【０１３９】
次に、ランプ較正部２０７は、ｙ方向に関する照度分布を測定する（ステップＳ１０７）。そして、得られたｙ方向に関する照度分布に異常が検知されれば、投光面に汚れが付着していると判断し、エラーメッセージが表示される（ステップＳ１０８，Ｓ１１１）。
【０１４０】
本実施の形態によれば、照度センサ６０により検出された照度に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われるので、ＵＶランプ３５１の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサ６０が設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、照度計の位置を調整したり、測定値を入力して光源の出力調整を行うといった手間を省くことができ、ＵＶランプ３５１の出力調整を簡単に行うことができる。
【０１４１】
また、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、光度補正を行うので、投光面の汚れの影響によって照度変化が生じているにもかかわらず、ＵＶランプ３５１の光度を補正してしまうのを防止することができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態では、照度センサ６０により検出された照度（瞬時値）に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる場合の例について説明したが、本発明はＵＶランプ３５１の光度補正をこれに限定するものではない。例えば、主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、光度補正部２２６が、その積算光量に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正を行っても良い。
【０１４３】
主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際の積算光量は、主走査時の走査速度やＵＶランプ３５１の投光面の汚れ具合によって変化する。また、造形材層の硬化度合いは、その様な積算光量によって決定される。このため、積算光量を求め、その積算光量に基づいてＵＶランプ３５１の光度補正を行うことにより、照度の瞬時値やピーク値に基づいて光度補正を行う場合に比べて、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。
【０１４４】
また、本実施の形態では、照度センサ用の受光孔１１５がｘ方向及びｙ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向可能な位置に設けられる場合の例について説明したが、本発明は、受光孔１１５の配置をこれに限定するものではない。例えば、ＵＶランプ３５１がｘ方向又はｙ方向の走査の端部に位置するときの照射エリアの周縁部に、受光孔１１５を配置するような構成のものも本発明には含まれる。
【０１４５】
また、本実施の形態では、照度センサ６０の受光素子が受光孔１１５の直下に配置される場合の例について説明したが、本発明は照度センサ６０の構成をこれに限定するものではない。例えば、照度センサ６０は、受光孔１１５の直下にミラーを配置し、このミラーによって反射された光をＰＤなどの受光素子により受光するような構成であっても良い。
【０１４６】
また、本実施の形態では、可搬プレート４１とプレート取付台４２とからｚ移動ユニット４０が構成される場合の例について説明したが、本発明は、可搬プレート４１及びプレート取付台４２からなるユニットが可動式のものに限定するものではなく、固定式のものであっても良い。すなわち、ヘッドユニット１１１を鉛直方向へ移動させることにより、可搬プレート４１上に造形材層を積層形成するようなものも本発明には含まれる。
【符号の説明】
【０１４７】
１００ 造形システム
１０ ３次元造形装置
１１ 上部扉
１１０ 作業空間
１１１ ヘッドユニット
１１２ 造形ステージ
１１３ ｘ走査用係合溝
１１４ パージトレイ
１１５ 照度センサ用の受光孔
１１６ 作業台の天板
１２ 操作表示部
１２１ 操作部
１２２ 表示部
１３ 前面扉
１３０ カートリッジ収容部
１３Ｍ モデル材カートリッジ
１３Ｓ サポート材カートリッジ
１３Ｈ 廃液タンク
２０ 造形依頼者端末
３１ サポート材用ノズルユニット
３１１ サポート材用のリザーブタンク
３１２ サポート材用の造形材ノズル
３２ モデル材用ノズルユニット
３２１ モデル材用のリザーブタンク
３２２ モデル材用の造形材ノズル
３３ ｙ走査用ホルダユニット
３４ ローラーユニット
３４１ 膜厚調整用ローラー
３５ ランプユニット
３５１ ＵＶランプ
４０ ｚ移動ユニット
４１ 可搬プレート
４２ プレート取付台
４３ ｚ駆動装置
５１ 線状光源
５２ 筐体
５３ カバーガラス
５４ 反射鏡
６０ 照度センサ
６１ ＰＤ
６２ 基板
６３ 遮熱フィルタ
６４ 汚れ防止カバー
６５ 筐体
２０１ 造形情報記憶部
２０２ 造形制御部
２０３ ｘｙ駆動部
２０４ ｚ駆動部
２０５ 照度目標生成部
２０６ ランプ用電源
２０７ ランプ較正部
２０８ カバー開閉センサ
２０９ 累積点灯時間計測部
２１０ メンテナンススケジュール記憶部
２１１ 較正制御部
２２１ 第１照度分布算出部
２２２ 第１照度分布判定部
２２３ 第２照度分布算出部
２２４ 第２照度分布判定部
２２５ エラー出力部
２２６ 光度補正部
２ 吐出口
３ 液滴
５ 造形材堆積帯
Ａ１ 造形エリア
Ａ２ ヘッドユニットの可動エリア
Ａ３ 推奨エリア
ＡＬ ランプ可動エリア
ＡＮ ノズル可動エリア
Ｍ モデル材
Ｓ サポート材
ＳＳ 下地層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元造形装置に係り、さらに詳しくは、造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、積層造形法を用いて、立体造形物を簡易的に作製することが行われている。積層造形法は、造形対象物を多数の薄い層に分割した際の各層と同じ２次元形状の薄板を形成し、この薄板を積層して立体造形物を作製する造形方法であり、ラピッドプロトタイピングに用いられている。この様な積層造形法には、光造形法、粉末結合法、シート堆積法、樹脂押し出し法、インクジェット方式などがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
インクジェット方式の造形法は、インクジェットプリンタの技術を利用した造形法であり、インクの代わりに紫外線（ＵＶ）硬化樹脂などの光硬化性の造形材を用い、造形材をノズルから吐出させ、造形ステージ上に堆積させた造形材にＵＶ光を照射して固化させる。この造形法では、造形材を吐出するための多数の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルを造形ステージと平行に２次元走査することによって、造形材からなるスライス層が形成され、スライス層を順に積層形成することによって立体造形物が形成される。
【０００４】
インクジェット方式の造形装置では、造形物自体を構成するモデル材と、モデル材のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には除去されるサポート材とが造形材として用いられる。また、造形材にＵＶ光を照射するＵＶランプは、造形材ノズルとは主走査方向の位置を異ならせてヘッドユニット内に配設される。通常、２次元走査の主走査往路や復路において吐出し堆積させた造形材は、主走査復路におけるＵＶ光の照射によって硬化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、造形ステージ上に堆積させた造形材は、ＵＶ硬化樹脂の種類やスライス層の厚さ、主走査時の走査速度に応じた適切な照度でＵＶ光を照射する必要がある。例えば、照度が高すぎれば、熱量が多くなり、造形物に反りが生じてしまう。一方、照度が低すぎれば、造形材が十分に硬化せず、造形物の表面がべとつくなどの不具合が生じてしまう。特に、照度が低いと、モデル材とサポート材とが接している境界部分において、両部材が混ざり合い、サポート材を除去することが困難になってしまう。
【０００７】
また、積層方向の高さが高い造形物の場合、横方向から照射される光量が十分でないと、造形物の側面にべとつきやだれが生じてしまう。
【０００８】
ところが、ＵＶランプの光度は、時間の経過に伴って徐々に低下する。また、ＵＶランプの光度の初期値及び経時劣化には、個体差がある。このため、ＵＶランプを交換した場合、個体差の影響により、所望の照度が得られないことがある。さらに、造形中などに飛散した造形材がＵＶランプの投光面に付着することにより、所望の照度が得られないことがある。そこで、ＵＶランプの交換時や造形物に異常がみられた際には、照度計を用いて実際の照度を測定し、その測定結果に応じてＵＶランプの光度補正を実施することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、この様な構成では、ＵＶランプを交換し、或いは、造形物に異常が生じるごとに、照度計を用いて照度を測定しなければならず、煩雑であるという問題があった。また、照度計を用いた照度の測定では、ＵＶランプ自体の劣化による照度変化と、投光面の汚れによる照度変化とを識別することができないという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、造形ステージ上に吐出された造形材に光を照射する光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
特に、簡単に光源の光度補正を実施することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。また、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、主走査時の走査速度が変化し、或いは、光源に経時劣化が発生した場合であっても、適切な照度で造形材に光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。さらに、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類、造形材層の厚さ又は走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の本発明による３次元造形装置は、造形ステージに対し、光硬化性の造形材を吐出するための２以上の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルと、上記造形ステージ上に吐出された上記造形材に光を照射し、上記造形材を硬化させるための光源と、上記造形材ノズル及び上記光源を保持する可動ユニットと、上記吐出口の配列方向と交差する方向であって、かつ、上記造形ステージと平行に上記可動ユニットを走査する走査手段と、上記可動ユニット及び上記造形ステージ間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段と、上記走査手段、上記垂直駆動手段、上記造形材ノズルの吐出及び上記光源を制御する制御手段とを備え、上記造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置であって、上記光源から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサと、上記照度センサにより検出された照度に基づいて、上記光源の光度を補正する光度補正手段とを備えて構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、照度センサにより検出された照度に基づいて、造形ステージ上の造形材に光を照射する光源の光度補正が行われるので、光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサが設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、照度計の位置を調整したり、測定値を入力して光源の出力調整を行うといった手間を省くことができ、光源の出力調整を簡単に行うことができる。
【００１６】
第２の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記光源の可動エリア内に受光窓が設けられ、上記照度センサが、上記受光窓を介して上記光源から発した光を受光するように構成される。
【００１７】
この３次元造形装置では、造形材ノズル及び光源が同じ可動ユニットに取り付けられるので、その取付位置に応じて、造形材ノズルの可動エリアと光源の可動エリアとの間に重複しない領域が生じる。この様な非重複領域、すなわち、光源の可動エリア内であって、造形材ノズルの可動エリア外となる領域に照度センサ用の受光窓を配置することにより、可動ユニットの移動によって受光窓と造形材ノズルとが対向するのを防止することができる。このため、造形材ノズルから吐出される造形材によって受光窓が汚れたり、塞がれるのを抑制することができ、照度センサが誤検出するのを抑制することができる。
【００１８】
第３の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材ノズル及び上記光源が、上記可動ユニット内において、走査方向の異なる位置に配置され、上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されているように構成される。
【００１９】
この３次元造形装置では、造形材ノズル及び光源が可動ユニット内における走査方向の異なる位置に配置されるので、造形材ノズルの可動エリアと光源の可動エリアとの間に、走査方向に広がりを有する非重複領域が生じる。そこで、この様な非重複領域内に受光窓を配置すれば、走査中の光源と対向させることができる。従って、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制しつつ、光源の走査方向に関する照度分布を測定することができる。
【００２０】
第４の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記走査手段が、上記吐出口の配列方向と交差する方向を主走査方向とし、上記主走査方向と交差する方向を副走査方向として、上記可動ユニットを２次元走査し、上記造形材ノズル及び上記光源が、上記可動ユニット内において、上記主走査方向の異なる位置に配置され、上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記副走査方向へ走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されているように構成される。
【００２１】
この様な構成によれば、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制しつつ、光源の副走査方向に関する照度分布を測定することができる。
【００２２】
第５の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、上記光度補正手段が、上記積算光量に基づいて、上記光源の光度補正を行うように構成される。
【００２３】
主走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の積算光量は、主走査時の走査速度や光源の投光面の汚れ具合によって変化する。また、造形材層の硬化度合いは、その様な積算光量によって決定される。このため、積算光量を求め、その積算光量に基づいて光源の光度補正を行うことにより、照度の瞬時値やピーク値に基づいて光度補正を行う場合に比べて、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。
【００２４】
第６の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、主走査方向に関する第１照度分布を求める第１照度分布算出手段と、第１照度分布が対称形であるか否かを判定する第１照度分布判定手段と、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えて構成される。
【００２５】
主走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の照度分布は、光源の投光面が汚れていれば、光源と受光窓とが対向する位置に関して非対称となる。そこで、その様な主走査方向に関する照度分布を求めて対称形であるか否かを判定することにより、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。
【００２６】
第７の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記光度補正手段が、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、上記光源の光度補正を行うように構成される。この様な構成によれば、投光面の汚れの影響によって照度変化が生じているにもかかわらず、光源の光度を補正してしまうのを抑制することができる。
【００２７】
第８の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、副走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、副走査方向に関する第２照度分布を求める第２照度分布算出手段と、上記光源に対応する区間について、第２照度分布が判定閾値を越えているか否かを判定する第２照度分布判定手段と、第２照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えて構成される。
【００２８】
通常、光源は、その照射エリアが造形材ノズルによって１回の主走査で形成可能な最大幅の造形材堆積帯を副走査方向に関してカバーするように構成される。このため、副走査方向へ走査中の光源が受光窓上を通過する際の照度分布は、光源の投光面が汚れていなければ、光源に対応する区間について、一定レベル以上の照度が確保される。ところが、光源の投光面が汚れていれば、汚れに対応する区間において照度低下が生じる。そこで、その様な副走査方向に関する照度分布を求め、光源に対応する区間について、照度分布が所定の判定閾値を越えているか否かを判定することにより、投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。
【００２９】
第９の本発明による３次元造形装置は、上記構成に加え、上記造形材の種類、上記造形材層の厚さ又は走査速度に基づいて、照度目標を生成する照度目標生成手段と、上記照度目標に基づいて、上記光源へ電力供給する光源用電源とを備え、上記光度補正手段が、上記照度センサにより検出される照度が上記照度目標と一致するように上記光源用電源の出力を調整することによって、上記光源の光度補正を行うように構成される。
【００３０】
この様な構成によれば、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類や造形材層の厚さ、走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による３次元造形装置では、照度センサにより検出された照度に基づいて、造形ステージ上の造形材に光を照射する光源の光度補正が行われるので、光源の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサが設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、光源の光度補正を簡単に実施することができる。また、可動ユニットの移動によって照度センサ用の受光窓と造形材ノズルとが対向するのを防止することができ、造形材ノズルから吐出される造形材によって照度センサが誤検出するのを抑制することができる。
【００３２】
また、本発明による３次元造形装置では、積算光量を求めて光源の光度補正を行うことにより、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。さらに、主走査方向に関する照度分布を求めて対称形であるか否かを判定することにより、光源の投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うことができる。また、副走査方向に関する照度分布を求め、光源に対応する区間について、照度分布が所定の判定閾値を越えているか否かを判定することにより、投光面の汚れによる照度変化を検知してエラー出力を行うこともできる。
【００３３】
また、本発明による３次元造形装置では、光源の劣化や個体差の影響を抑制しつつ、造形材の種類や造形材層の厚さ、走査速度に応じた適切な照度で造形材に光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。
【図２】図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。
【図３】図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、ヘッドユニット１１１をｘ，ｙ，ｚ方向から見た様子が示されている。
【図４】図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。
【図５】図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査往路及び主走査復路の様子が示されている。
【図６】図３のＵＶランプ３５１の構成例を示した断面図であり、ＵＶランプ３５１をｙｚ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。
【図７】作業空間１１０内におけるヘッドユニット１１１、造形ステージ１１２、パージトレイ１１４及び受光孔１１５の位置関係を示した図である。
【図８】ＵＶランプ３５１の照射エリアＡ１１，Ａ２１，Ａ２２と推奨エリアＡ１２，Ａ２３との位置関係を示した図である。
【図９】照度センサ６０の構成例を示した断面図であり、受光孔１１５下に配置された照度センサ６０をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。
【図１０】図２の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。
【図１１】図１０のランプ較正部２０７の構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を示した図であり、累積点灯時間の経過による照度変化と電源出力の調整が示されている。
【図１３】３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査時に測定された照度分布が示されている。
【図１４】３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｙ方向の副走査時に測定された照度分布が示されている。
【図１５】図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正時の動作の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
まず、本発明による３次元造形装置が前提とするインクジェット方式の造形装置の概略構成について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３６】
＜造形システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。この造形システム１００は、３次元造形装置１０と、ＬＡＮ（Local Area Network）１を介して３次元造形装置１０に接続された複数の造形依頼者端末２０により構成される。
【００３７】
３次元造形装置１０は、インクジェット方式の積層型造形機であり、所定のＵＶ硬化樹脂を造形材として用い、後述する造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成することによって所望の立体造形物を形成する。造形依頼者端末２０は、３次元造形用のアプリケーションプログラムがインストールされたＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、所望の立体造形物を作製するための造形データを生成する造形データ作成装置として機能する。
【００３８】
造形データは、造形対象物の３次元形状を示す形状情報と、形状情報以外の造形条件とからなる。造形データは、例えば、ＣＡＤデータに基づいて作成され、必要に応じて、３次元造形装置１０で用いられる積層データとして、各層単位でのデータに加工される。但し、層単位でのデータ加工は、３次元造形装置１０側で行われても良い。形状情報以外の造形条件とは、造形対象物に関わらず指定することが可能な造形情報のことであり、造形材の種類、造形材層の厚さ、走査速度などの造形パラメータと、造形ステージ上における造形対象物の配置態様を示す配置情報とからなる。
【００３９】
造形依頼者端末２０において作成された造形データは、３次元造形装置１０へ送信される。３次元造形装置１０では、ＬＡＮ１を介して造形依頼者端末２０から受信した複数の造形データが造形ジョブとして管理される。すなわち、造形ジョブは、造形データと、造形データに関連付けて保持される属性情報とからなる。この属性情報には、造形データの識別情報、造形データの送受信日時、造形依頼者の識別情報などが含まれる。造形依頼者端末２０は、この様な造形処理の依頼者が使用する端末装置である。
【００４０】
この３次元造形装置１０には、上部扉１１、操作表示部１２及び前面扉１３が設けられている。上部扉１１は、外部から後述する作業空間１１０へアクセスするのを規制し、また、造形材などが外部空間へ飛散するのを防止するための開閉扉であり、手前側を持ち上げることにより、作業空間１１０へアクセスすることができる。操作表示部１２は、例えば、タッチパネルからなり、ユーザによる操作を受け付け、また、動作状態や各種のエラーメッセージを画面表示する。前面扉１３は、造形材カートリッジなどを収容するカートリッジ収容部１３０用の開閉扉であり、上部を手前側へ移動させることにより、カートリッジ収容部１３０へアクセスすることができる。
【００４１】
＜３次元造形装置１０＞
図２は、図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。図中には、上部扉１１及び前面扉１３を開扉した状態の３次元造形装置１０が示されている。
【００４２】
作業空間１１０は、造形材を吐出するヘッドユニット１１１を２次元走査させ、また、吐出した造形材を造形ステージ１１２上に堆積させるための空間であり、作業台としての天板１１６上に形成されている。この天板１１６には、ｘ走査用係合溝１１３、パージトレイ１１４及び受光孔１１５が配置されている。
【００４３】
造形ステージ１１２は、水平で平坦な造形面を有し、造形面上に造形材を堆積させ、立体造形物を形成するための可動ステージであり、鉛直方向に移動させることができる。この造形ステージ１１２は、天板１１６の中央に配置されている。ヘッドユニット１１１は、図示しない駆動装置によって、造形ステージ１１２と平行に２次元走査される可動ユニットである。
【００４４】
この３次元造形装置１０では、鉛直方向をｚ方向とし、互いに直交する水平方向をｘｙ方向とすれば、ユーザから見て左右方向となるｘ方向を主走査方向とし、ユーザから見て前後方向となるｙ方向を副走査方向として、２次元走査が行われる。造形材は、主走査方向の走査時に吐出される。また、ヘッドユニット１１１は、上記２次元走査により、矩形エリア内の任意の位置に移動させることができ、当該矩形エリアが可動エリアとなる。
【００４５】
また、言い換えれば、ここでのｙ方向とは、後述するモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１の各々が有する複数のオリフィス（後述する吐出口２）が配列した並び方向であり、ｘ方向は水平面内においてこのｙ方向と直交する方向である。
【００４６】
ｘ走査用係合溝１１３は、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ走査する駆動装置と係合させるための溝であり、天板１１６の前端部及び後端部に形成されている。パージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１から排出された造形材を使用済み造形材として一時的に収容する容器であり、その様な使用済み造形材からなる造形材液が排液として保持される。パージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１の可動エリア内であって、造形ステージ１１２よりも左側に配置されている。
【００４７】
３次元造形装置１０では、造形処理中において、定期的にパージ処理が行われる。パージ処理は、ヘッドユニット１１１を造形エリアとしての造形ステージ１１２上からパージトレイ１１４上に移動させ、ヘッドユニット１１１に搭載されている造形材ノズル３１２，３２２から造形材を強制的に吐出させることにより、造形材を吐出するための吐出口や、吐出口に造形材を供給するための造形材供給経路内に残留する残留物を除去するとともに、造形材ノズル３１２，３２２の表面に、図示しないゴム部材を当接させ、摺動させることにより、造形材ノズル表面を清掃する処理である。ここで、ノズルから吐出された造形材は、後述する廃液タンク１３Ｈに回収されるようになっている。
【００４８】
受光孔１１５は、造形材を硬化させるためのＵＶ光の照度を検出する照度センサ用の受光窓であり、天板１１６に形成された貫通孔からなる。この受光孔１１５は、造形ステージ１１２を挟んでパージトレイ１１４とは反対側に配置されている。また、具体的な動作としては、操作表示部１２に設けられるランプユニット３５の照度検査スイッチを押下し、ヘッドユニット１１１を駆動させることにより、自動的に受光孔１１５の真上に位置させ、ランプユニット３５を点灯させ、ＵＶ光の照度を、受光孔１１５の内部に設けられる照度センサにより検出させる。
【００４９】
カートリッジ収容部１３０内には、２つのモデル材カートリッジ１３Ｍと、２つのサポート材カートリッジ１３Ｓと、廃液タンク１３Ｈが収容されている。ヘッドユニット１１１から吐出される造形材としては、造形物自体を構成するモデル材Ｍと、モデル材Ｍのオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には除去されるサポート材Ｓとがある。
【００５０】
本実施例では、サポート材Ｓは、モデル材Ｍに比べ、サポート材Ｓを除去するための水に対する溶解性の高い材料が含まれている。なお、ここでのオーバーハング部分とは、造形物がｚ方向（つまり高さ方向）において下方に位置する造形部分よりｘ−ｙ平面で張り出した部分を意味し、言い換えれば、オーバーハング形状を有する造形物とは、既に成形されたモデル材のスライスが存在しない部分の上表面に新たなモデル材のスライスが成形される部分（オーバーハング部）を有する造形物である。
【００５１】
モデル材カートリッジ１３Ｍは、使用前のモデル材Ｍを収容する着脱式の造形材タンクである。サポート材カートリッジ１３Ｓは、使用前のサポート材Ｓを収容する着脱式の造形材タンクである。つまり、モデル材カートリッジ１３Ｍやサポート材カートリッジ１３Ｓには、ヘッドユニット１１１の造形材ノズル３１２，３２２から吐出させる前の造形材が収容される。
【００５２】
廃液タンク１３Ｈは、パージトレイ１１４や後述するヘッドユニット１１１内のローラードレイントレイ（図示せず）から回収された排液を蓄積するための貯留容器であり、取り外して交換することができる。なお、廃液タンク１３Ｈには、内部に液面検出用のセンサや、廃液タンク１３Ｈ自体の重量を検出する重量センサなどを設けることにより、廃液タンク１３Ｈ内の廃液の程度を検出し、オペレータに通知する機能を搭載している。
【００５３】
＜ヘッドユニット１１１＞
図３は、図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、図中の（ａ）には、ヘッドユニット１１１をｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）から見た様子が示され、（ｂ）には、ｘ方向（ヘッドユニット１１１の主走査方向）から見た様子が示され、（ｃ）には、ｚ方向から見た様子が示されている。
【００５４】
このヘッドユニット１１１は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ｙ走査用ホルダユニット３３、ローラーユニット３４及びランプユニット３５により構成され、これらのユニット３１〜３５を一体的に保持している。ユニット３１〜３５は、この順に、ｘ方向に配列されている。
【００５５】
なお、ｘ軸方向に沿うサポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ローラーユニット３４及びランプユニット３５の配列の基本的な考え方は、以下の通りである。ヘッドユニット１１１の主走査方向の往路方向をベースに考えると、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２は、いずれか一方が他方の前方に位置すればよい。このようなノズルユニットのレイアウトに対して、ローラーユニット３４ならびにランプユニット３５は、ローラーの作用を往路で行いたい場合は、往路進行方向において、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置し、ローラーの作用を復路で行いたい場合は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の復路の進行方向において後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置すればよい。
【００５６】
また、上記実施例においては、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行った後、ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法を採用した。
【００５７】
しかし、これ以外にも、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、余剰樹脂層を含む最上層に対して、ランプユニット３５によって一旦光を照射した後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行い、その後再度ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法もある。
【００５８】
この場合、ランプユニット３５は、ヘッドユニット１１１において、ｘ方向、つまりヘッドユニット１１１の主走査方向で、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２を挟む前後方向に一対のランプユニット３５を設けることにより、上述のような二度の照射を行うことができる。また、この場合、一度目の照射と二度目の照射を合わせて、最終的に所望する樹脂の硬化の程度を達成するようになるため、一度目の照射後の樹脂は硬化状態ではなく、まだその後のローラーユニット３４による掻き取り動作のために、流動可能な、半硬化状態である。このため、この場合においても、ローラーユニット３４による樹脂の掻き取り前の最上層の状態は、未硬化または流動可能な状態と表現することとする。
【００５９】
モデル材用ノズルユニット３２は、モデル材カートリッジ１３Ｍから供給されるモデル材Ｍを吐出するためのノズルユニットであり、モデル材Ｍを一時的に収容するリザーブタンク３２１と、造形ステージ１１２に対しモデル材Ｍを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３２２からなる。
【００６０】
サポート材用ノズルユニット３１は、サポート材カートリッジ１３Ｓから供給されるサポート材Ｓを吐出するためのノズルユニットであり、サポート材Ｓを一時的に収容するリザーブタンク３１１と、サポート材Ｓを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３１２からなる。
【００６１】
モデル材Ｍやサポート材Ｓは、造形材ノズル３２２ならびに３１２の各々に設けられる吐出口２ごとにノズルユニット内に設けられる圧電素子の振動を利用することにより、吐出口２から液滴となって射出される。吐出口２は一定ピッチでｙ方向において直線上に配置されている。
【００６２】
ヘッドユニット１１１は、造形材ノズル３１２，３２２から造形材を吐出させながらｘ方向に走査することにより、造形材ノズル３１２，３２２の各々に設けられる全ての吐出口２の配列長さに対応する所定幅の造形材堆積帯を１回の主走査によって造形ステージ１１２上に形成することができる。
【００６３】
ｙ走査用ホルダユニット３３は、ヘッドユニット１１１を副走査方向へ走査するために、ｘ走査用係合溝１１３間を結ぶ橋梁体に支持されている。このｙ走査用ホルダユニット３３が上記橋梁体に支持されるとともに、橋梁体上に設けられる図示しない駆動部により、橋梁体に設けられる図示しないｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）に延びる軸に沿ってヘッドユニット１１１を駆動する構造となっている。なお、ヘッドユニット１１１のｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）の駆動方式としては、ヘッドユニット１１１自体に駆動部を内蔵させ、上述した軸上を移動させるようにしてもよい。
【００６４】
ローラーユニット３４は、膜厚調整用ローラー３４１と、このローラー３４１を回転させる駆動部（図示せず）と、膜厚調整用ローラー３４１によって造形ステージ１１２上に形成される造形材層の最表面から掻き取られた造形材を一時的に収容するためのローラードレイントレイ（図示せず）からなる。
【００６５】
膜厚調整用ローラー３４１は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜の厚さを調整する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材ノズル３１２，３２２から吐出された造形材にて形成された最表面層の一部を、ランプユニット３５にて硬化させる前に所定の厚みを掻き取ることにより、最表面層の厚みの最適化を図っている。また、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材膜の表面を平坦化するためのローラーでもあり、ｙ方向の回転軸を中心として回転する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１が作用する際のヘッドユニット１１１の進行方向に対して、膜厚調整用ローラー３４１は、順方向に回転する。膜厚調整用ローラー３４１にて掻き取られ、上記ローラードレイントレイ内に収容された造形材は、使用済み造形材からなる排液として廃液タンク１３Ｈへ送られる。
【００６６】
ランプユニット３５は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜にＵＶ光を照射するためのＵＶランプ３５１からなり、吐出口２の配列長さよりも幅が広い照射エリアを造形ステージ１１２上に形成することができる。
【００６７】
図３に示すランプユニット３５のレイアウトを採用した場合は、図の左から右にヘッドユニット１１１を移動させる、いわゆる主走査の往路においては、ランプユニット３５は、造形材ノズル３１２，３２２よりも先行した位置に配置されるため、往路に吐出した造形物の表面にＵＶ光を照射することがない。従って、点灯制御を容易化するため、常時点灯していてもよい。実際のＵＶ光の照射は、復路において、膜厚調整用ローラー３４１が造形物の最表面の厚みを適正化した後の最表面に対して行われることとなる。
【００６８】
なお、ここでのランプユニット３５は、ＵＶ光を照射する光源であれば、ＵＶ光照射用ランプに限る必要はなく、ＵＶ光を照射するＬＥＤ光源も含むものである。つまり、ＵＶ光などの樹脂硬化に必要な特定波長の光を照射する樹脂硬化用の光照射手段である。更に、光硬化型の樹脂に代えて、造形用樹脂として所定の温度によって硬化するような熱可塑性樹脂を採用するのであれば、本発明のランプユニット３５に代えて、樹脂硬化手段として、冷却または加熱手段を採用したり、場合によっては、不要な場合もある。
【００６９】
＜造形処理＞
図４は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。図中には、立体造形物を造形中の３次元造形装置１０におけるヘッドユニット１１１及び造形ステージ１１２をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面の様子が示されている。
【００７０】
モデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、造形ステージ１１２に対し、主走査方向（ｘ方向）の走査中にヘッドユニット１１１から下方へ液滴３となって吐出される。主走査往路時に造形ステージ１１２上に吐出し堆積させたこれらの造形材からなる造形材層は、主走査復路において、膜厚調整用ローラー３４１により膜厚が調整され、ＵＶランプ３５１によるＵＶ光の照射によって硬化する。なお、上記の説明では、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、主走査の往路方向にて行うと共に、ヘッドユニット１１１の主走査の復路において行っても良い。また、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、ヘッドユニット１１１の主走査の復路単独で行ってもよい。
【００７１】
本実施の形態におけるモデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、共にＵＶ硬化性の樹脂であり、同一のＵＶランプ３５１によりＵＶ光が照射されることにより硬化する。なお、３次元造形装置１０に使用可能な樹脂としては、光硬化性の樹脂の他に、熱を与えて硬化させる熱硬化性の樹脂や、自然冷却により硬化する熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００７２】
ヘッドユニット１１１のｙ方向の長さ（ヘッド幅）に対応する一定幅の帯状領域は、フィールドと呼ばれ、あるフィールドについて、造形材層の形成が完了すれば、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させ、隣接するフィールドに対する造形材層の形成が開始される。どの程度ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させるかは、造形ステージ１１２上にて形成する造形物をどのような位置に配置させるかによって決定され、その決定は、造形依頼者端末２０における依頼者の入力に基づいて行われる。前述した造形材堆積帯は、フィールド内に形成可能な最大幅の造形材層である。
【００７３】
ヘッドユニット１１１は、ｘ走査用係合溝１１３間をｙ方向に跨ぐ門型の橋梁体に支持され、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿って主走査方向に走査される。なお、本実施の形態では、門型の橋梁体にヘッドユニット１１１を支持させ、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿ってヘッドユニット１１１を主走査方向に移動させる構成としたが、ｘ走査用係合溝１１３を１本とし、ヘッドユニット１１１を片持ちで支持した状態で主走査方向に移動させる構成としても良い。
【００７４】
ヘッドユニット１１１に配設されたモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１により造形可能なｙ方向の幅は造形ステージ１１２上の造形エリアに対して短いため、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ往復移動させて１フィールド分の造形が完了すると、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）に移動させて隣接するフィールドの造形が行われる。ユーザが設定した立体造形物が１フィールド内に収まる場合には、ヘッドユニット１１１の副走査方向への移動は行われない。なお、ヘッドユニット１１１による造形可能なｙ方向の幅が造形ステージ１１２上の造形エリアのｙ方向の幅よりも同一又は大きい場合には、ヘッドユニット１１１は副走査方向へ移動させながら造形する必要はなく、副走査方向への移動機構は不要となる。
【００７５】
造形ステージ１１２上には、上述したヘッドユニット１１１の主走査及び副走査によって造形材層がフィールドごとに形成され、立体造形物を構成する１つの樹脂層が形成される。この樹脂層は、スライス層と呼ばれ、あるｚ方向の位置でスライス層の形成が完了すれば、造形ステージ１１２をスライス層の厚さに相当する距離だけ下方向（ｚ方向）へ移動させ、次のスライス層の形成が開始される。
【００７６】
この３次元造形装置１０では、着脱可能な可搬プレート４１の上面が造形ステージ１１２であり、可搬プレート４１と、可搬プレート４１が載置されるプレート取付台４２とから、ｚ方向に移動可能なｚ移動ユニット４０が構成される。ｚ移動ユニット４０は、ｚ駆動装置４３によりｚ方向の位置が調整される。ｚ駆動装置４３は、ヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段である。可搬プレート４１は、矩形状の金属板からなり、造形依頼者端末２０から指示した全ての造形が完了した時点で、立体造形物を載せたままの状態で、プレート取付台４２から取り外すことができる。プレート取付台４２には、可搬プレート４１を固定するための所定の固定機構（図示せず）が設けられる。
【００７７】
立体造形物は、モデル材Ｍによって構成され、サポート材Ｓは、立体造形物のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には所定の方法によって除去される。例えば、モデル材Ｍとして、水に対し不溶性又は難溶性の樹脂を用い、サポート材Ｓとして、易溶性の樹脂を用いれば、可搬プレート４１上に形成された造形物を取り出して水に浸すことにより、サポート材Ｓからなる造形材層だけを容易に除去することができる。また、言うまでもなく、造形物としてのモデル材Ｍからサポート材Ｓの除去は、従来通り、手を用いてモデル材Ｍからサポート材Ｓを外すようにしても良い。
【００７８】
この例では、可搬プレート４１上に形成された下地層ＳＳ上にモデル材Ｍ及びサポート材Ｓからなるスライス層を積層形成することによって所望の立体造形物が形成される。下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収し、また、造形物を剥離し易くするサポート材Ｓからなる。さらに、この下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収できるのであれば、造形依頼者端末２０における造形条件において、中実の構造以外に格子状などの中空構造を採用することにより、材料の使用量の低減を図ることもできる。
【００７９】
＜主走査＞
図５は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、図中の（ａ）には、ｘ方向の主走査往路の様子が示され、（ｂ）には、主走査復路の様子が示されている。主走査往路では、ｚ方向に関して造形ステージ１１２の位置がヘッドユニット１１１から離間した位置に固定され、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出される。造形ステージ１１２上には、これらの造形材からなる造形材層４が形成される。
【００８０】
なお、図５（ａ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離と、図５（ｂ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離とは明らかに異なるように示しているが、これは動作の内容をわかりやすく説明するためであり、実際は、図５（ａ）の状態でのヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離は２ｍｍ以下であり、図５（ｂ）におけるその距離は、図５（ａ）の状態から造形ステージ１１２をｚ方向で且つヘッドユニット１１１に近づくように１ｍｍ以下の距離を移動させるようになっている。
【００８１】
造形材層４の厚みはユーザが造形精度や造形速度の観点から決定することができる。つまり、ユーザが造形精度を優先することを選択すれば、造形材層４の厚みは設定可能な最小の厚み又はその近傍の厚みに設定し、造形速度を優先することを選択すれば、最低限の造形精度を維持した厚みに設定すればよい。このような選択は、造形依頼者端末２０において形状情報以外の造形条件として選択、設定することができるようになっている。
【００８２】
主走査復路の走査は、膜厚調整用ローラー３４１が造形材層４と接触する位置まで造形ステージ１１２を上方へ移動させた状態で行われる。この主走査復路では、主走査往路での造形材の吐出に加え、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出させることも可能であり、主走査往路や復路で吐出し堆積させた造形材層４の上層部が膜厚調整用ローラー３４１によって掻き取られる。
【００８３】
造形材ノズル３１２，３２２に配設された各ノズルからの造形材の吐出量には個体差があり、また、予め設定された厚みの造形材層４が正確に得られるように、造形材ノズル３１２，３２２からの造形材の吐出量を制御するのは困難であるため、少なくとも各造形層を形成する単位で、造形材ノズル３１２，３２２からは設定された厚み以上の造形材を吐出し、余分な造形材を膜厚調整用ローラー３４１により回収することで、予め設定された厚みの造形材層４を維持し、均一な厚みの造形材層４を積層することができる。但し、膜厚調整用ローラー３４１を、その時点での造形層の最表面に当接させるタイミングは、造形データとしての各スライス層データ単位での最表面で行う必要はなく、造形の種々の狙い、例えば、造形精度と造形速度の両立の観点から、必要なタイミングにて行うことができる。
【００８４】
膜厚調整用ローラー３４１は、主走査の往路及び復路に関わらず、一定の回転数で同じ向きに回転する。ＵＶランプ３５１は、造形材の種類や造形材層４の厚さ、ｘ方向の走査速度に応じた所定の光度で点灯し、主として、膜厚調整用ローラー３４１による膜厚調整後の造形材層４をＵＶ光の照射によって硬化させる。
【００８５】
次に、光源の初期光度及び経時劣化における個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射する構成について、図６〜図１５を用いて説明する。
【００８６】
＜ＵＶランプ３５１＞
図６は、図３のＵＶランプ３５１の構成例を示した断面図であり、ＵＶランプ３５１をｙｚ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。このＵＶランプ３５１は、例えば、メタルハライドランプや高圧水銀ランプであり、ｙ方向に細長い線状光源５１と、筐体５２、カバーガラス５３及び反射鏡５４からなる。
【００８７】
線状光源５１は、ＵＶ光を生成する直線状の発光素子からなり、筐体５２内において水平に配置されている。反射鏡５４は、線状光源５１から出射された光のうち、筐体５２の内壁面に入射した光を筐体５２の開口部へ導くためのミラーであり、筐体５２内の上壁面及び側壁面に配置されている。カバーガラス５３は、線状光源５１を保護するための透明なガラス板であり、筐体５２の開口部に配置されている。
【００８８】
線状光源５１の点灯時には、カバーガラス５３の下面を投光面として、投光面に関し概ね均一な強度のＵＶ光が出射され、ＵＶランプ３５１と対向するエリアが照射される。インクジェット方式の積層造形法では、ｘ方向の主走査往路及び主走査復路をそれぞれパスと呼ぶ。１つのフィールド内の造形材層は、複数回のパスによって形成される。ＵＶランプ３５１の造形ステージ１１２上における照射エリアは、１回のパスによって形成可能な最大幅の造形材堆積帯よりも幅が広く、当該造形材堆積帯を１回のパスによって均一に硬化させることができる。
【００８９】
＜推奨エリアＡ３＞
図７は、作業空間１１０内におけるヘッドユニット１１１、造形ステージ１１２、パージトレイ１１４及び受光孔１１５の位置関係を示した図である。ヘッドユニット１１１は、ｘ方向の主走査及びｙ方向の副走査により、矩形からなる可動エリアＡ２内の任意の位置へ移動させることができる。
【００９０】
可動エリアＡ２は、ヘッドユニット１１１を移動させることが可能な最大のエリアである。この可動エリアＡ２は、例えば、メカニカルな限界がより広くても、ソフトウェア的に制御されているエリアがより狭い場合には、ソフトウェア制御によって実現される最大のエリアとなる。
【００９１】
ヘッドユニット１１１が可動エリアＡ２内を移動する場合、ヘッドユニット１１１内の造形材ノズル３１２，３２２は、ノズル可動エリアＡＮ内を移動する。このノズル可動エリアＡＮは、造形ステージ１１２上の造形エリアＡ１やパージトレイ１１４を包含する矩形エリアである。
【００９２】
一方、ＵＶランプ３５１は、ヘッドユニット１１１内において、造形材ノズル３１２，３２２とはｘ方向の位置を異ならせて配置されている。すなわち、ＵＶランプ３５１は、造形材ノズル３１２，３２２よりも右側に配置されている。このため、ＵＶランプ３５１のランプ可動エリアＡＬは、造形エリアＡ１を包含する矩形エリアであって、ノズル可動エリアＡＮとは重複しない領域を右端部に有している。この非重複領域は、ｘ方向に関し、造形エリアＡ１を挟んでパージトレイ１１４とは反対側に形成されている。
【００９３】
パージトレイ１１４は、ノズル可動エリアＡＮ内であって、造形エリアＡ１よりも左側に配置されている。ヘッドユニット１１１は、造形処理中において、定期的にパージトレイ１１４上に移動し、造形材ノズル３１２，３２２から造形材を吐出させるパージ処理が行われる。
【００９４】
照度センサ用の受光孔１１５は、ＵＶランプ３５１を対向させることができる一方、誤って吐出された造形材によって開口が塞がれるのを防止するために、ヘッドユニット１１１が可動エリアＡ２内のどこに移動しても造形材ノズル３１２，３２２が対向することのない位置に配置するのが望ましい。そこで、ランプ可動エリアＡＬ内であって、ノズル可動エリアＡＮ外となる上記非重複領域を推奨エリアＡ３として、受光孔１１５はこの推奨エリアＡ３内に配置される。
【００９５】
図８は、ＵＶランプ３５１の照射エリアＡ１１，Ａ２１，Ａ２２と推奨エリアＡ１２，Ａ２３との位置関係を示した図である。図中の（ａ）には、ヘッドユニット１１１をｙ方向から見た場合に、ヘッドユニット１１１が主走査方向の右端に位置しているときの照射エリアＡ１１及び推奨エリアＡ１２が示されている。
【００９６】
照射エリアＡ１１は、受光孔１１５が形成される天板１１６上のエリアであって、照度が一定レベルを越える矩形エリアである。推奨エリアＡ１２は、照射エリアＡ１１に相当するｘ方向の範囲について照度分布を測定するために、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ヘッドユニット１１１が主走査方向における右端に位置しているときの照射エリアＡ１１外となる矩形エリアである。つまり、照度センサ６０は、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ｘ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向させることが可能な位置に配置される。
【００９７】
図中の（ｂ）には、ヘッドユニット１１１をｘ方向から見た場合に、ヘッドユニット１１１が副走査方向の前端及び後端に位置しているときの照射エリアＡ２１，Ａ２２及び推奨エリアＡ２３が示されている。照射エリアＡ２１，Ａ２２は、照射エリアＡ１１と同様に、天板１１６上の矩形エリアである。
【００９８】
推奨エリアＡ２３は、照射エリアＡ２１，Ａ２２に相当するｙ方向の範囲について照度分布を測定するために、ヘッドユニット１１１が副走査方向における前端に位置しているときの照射エリアＡ２１外であって、副走査方向の後端に位置しているときの照射エリアＡ２２外となる矩形エリアである。つまり、照度センサ６０は、ノズル可動エリアＡＮ外であって、ｙ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向させることが可能な位置に配置される。
【００９９】
＜照度センサ６０＞
図９は、照度センサ６０の構成例を示した断面図であり、受光孔１１５下に配置された照度センサ６０をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。この照度センサ６０は、照度を検出する照度検出装置であり、ＰＤ（フォトダイオード）６１、基板６２、遮熱フィルタ６３、汚れ防止カバー６４及び筐体６５により構成される。
【０１００】
ＰＤ６１は、受光孔１１５を介して入射した光を受光し、天板１１６上における照度を示す検出信号を生成する受光素子であり、基板６２上に形成されている。この基板６２は、ＰＤ６１の形成面を上に向けて筐体６５内の底部に収容されている。
【０１０１】
遮熱フィルタ６３は、ＵＶランプ３５１からの放射熱を遮断するための赤外線フィルタであり、筐体６５の開口部に配置されている。汚れ防止カバー６４は、造形時などに飛散した造形材や粉塵が遮熱フィルタ６３に付着するのを防止するための遮断板であり、受光孔１１５を塞ぐように配置されている。
【０１０２】
筐体６５は、その開口部を受光孔１１５に対向させて配置されている。受光孔１１５は、例えば、汚れ防止カバー６４を手動でｘ方向へスライドさせることによって開けることができる。
【０１０３】
図１０は、図２の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。この３次元造形装置１０は、ノズルユニット３１，３２、照度センサ６０、ＵＶランプ３５１、操作部１２１、表示部１２２、造形情報記憶部２０１、造形制御部２０２、ｘｙ駆動部２０３、ｚ駆動部２０４、照度目標生成部２０５、ランプ用電源２０６、ランプ較正部２０７、カバー開閉センサ２０８、累積点灯時間計測部２０９、メンテナンススケジュール記憶部２１０及び較正制御部２１１により構成される。
【０１０４】
造形情報記憶部２０１には、造形依頼者端末２０から取得した複数の造形データが、造形ジョブを識別するための識別コードなどと共に保持される。造形制御部２０２は、実行対象として指定された造形データに基づいて、ノズルユニット３１，３２、ｘｙ駆動部２０３及びｚ駆動部２０４を制御し、造形対象物を形成するための造形処理を行う。この造形処理では、ヘッドユニット１１のｘｙ走査制御、造形ステージ１１２のｚ位置調整、ノズルユニット３１，３２内の圧電素子の駆動制御による造形材の吐出制御、ＵＶランプ３５１の発光制御が行われる。
【０１０５】
照度目標生成部２０５は、造形情報記憶部２０１内の造形データに基づいて、照度目標を生成し、ランプ用電源２０６へ出力する。照度目標は、照度が造形材の種類、造形材層の厚さ及び主走査時の走査速度に応じた適切な値となるように、ＵＶランプ３５１の明るさを調整するための照度参照値である。
【０１０６】
ランプ用電源２０６は、商用電源から供給される電力を利用してＵＶランプ３５１を駆動する出力可変の光源用電源装置であり、照度目標に基づいて、ＵＶランプ３５１へ電力供給する。例えば、照度目標ごとの出力電圧からなる電圧テーブルを用い、造形ステージ１１２上における照度が照度目標と一致するように、照度目標に応じて、出力電圧が調整される。
【０１０７】
一般に、立体造形物に求められる特性に応じて、モデル材Ｍの種類が変更される。このため、モデル材Ｍの硬化特性に応じた照度でモデル材Ｍを照射し固化させることにより、造形物の品質を向上させることができる。一方、サポート材Ｓは、造形物の品質に与える影響が小さいので、照度の許容範囲はモデル材Ｍよりも広い。従って、照度目標は、モデル材Ｍの種類に応じて定められる。
【０１０８】
また、造形材層の厚さを厚くすれば、ｚ方向の分解能は低下するが、造形処理に要する時間（造形時間）は短くなる。このため、要求されるｚ方向の分解能と、造形時間の許容範囲とから造形材層の厚さが定められる。造形材層の厚さを厚くすれば、一定時間に硬化させなければならない樹脂量が増大することから、ＵＶ光の照度を増やす必要があり、照度目標は、造形材層の厚さに応じて定められる。
【０１０９】
さらに、ｘ方向の走査時の走査速度を速くすれば、ｘ方向の分解能は低下するが、造形時間は短くなる。このため、要求されるｘ方向の分解能と、造形時間の許容範囲とから主走査時の走査速度が定められる。走査速度を速くすれば、光が樹脂に当たる時間が短くなることから、ＵＶ光の照度を増やす必要があり、照度目標は、ｘ方向の走査時の走査速度に応じて定められる。
【０１１０】
ランプ較正部２０７は、照度センサ６０の出力に基づいて、ＵＶランプ３５１の出力較正を行う。具体的には、照度センサ６０の検出信号に基づいて、実際の照度が照度目標と一致するように、ランプ用電源２０６が保持する電圧テーブルの電圧値を較正することにより、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。
【０１１１】
較正制御部２１１は、ユーザ操作に基づいて、或いは、メンテナンススケジュールにおいて指定されたタイミングで、ＵＶランプ３５１の出力較正をランプ較正部２０７に指示し、また、出力較正に関する各種のメッセージを表示部１２２に表示する。メンテナンススケジュール記憶部２１０には、ＵＶランプ３５１を定期的に保守点検するための時刻情報からなるメンテナンススケジュールが保持される。
【０１１２】
例えば、ユーザが操作入力を行うことにより指示したタイミングでＵＶランプ３５１の出力較正が指示される。また、メンテナンススケジュールにおいて予め指定した日時に達するごとに、出力較正が自動的に指示される。また、ＵＶランプ３５１の累積点灯時間に基づいて、定期的に出力較正が指示される。或いは、ＵＶランプ３５１を交換するごとに、出力較正が指示される。
【０１１３】
較正制御部２１１は、出力較正の指示時に、ランプ用電源２０６の出力が上限に達し、目標照度が得られない場合に、ＵＶランプ３５１の交換をユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１４】
カバー開閉センサ２０８は、照度センサ６０の汚れ防止カバー６４の開閉状態を検出するセンサである。較正制御部２１１は、出力較正の指示時に、汚れ防止カバー６４が閉じたままであれば、汚れ防止カバー６４を開くことをユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１５】
累積点灯時間計測部２０９は、ＵＶランプ３５１の点灯時間を積算し、累積点灯時間を求める。較正制御部２１１は、累積点灯時間が一定時間を越えるごとに、ＵＶランプ３５１の保守点検をユーザに促すための警告メッセージを表示部１２２に表示する。
【０１１６】
図１１は、図１０のランプ較正部２０７の構成例を示したブロック図である。このランプ較正部２０７は、第１照度分布算出部２２１、第１照度分布判定部２２２、第２照度分布算出部２２３、第２照度分布判定部２２４、エラー出力部２２５及び光度補正部２２６により構成される。
【０１１７】
光度補正部２２６は、照度センサ６０からの検出信号に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度を補正するための補正信号を生成し、ランプ用電源２０６へ出力する。具体的には、照度センサ６０により検出される照度が照度目標と一致するように、ランプ用電源２０６の出力電圧が調整される。
【０１１８】
第１照度分布算出部２２１は、ＵＶランプ３５１の投光面の汚れなどを検知するために、主走査方向に関する第１照度分布を求める。第１照度分布は、主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて、算出される。第１照度分布は、投光面の汚れなどがなければ、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置に関して対称形となる。
【０１１９】
第１照度分布判定部２２２は、第１照度分布が対称形であるか否かを判定し、その判定結果をエラー出力部２２５へ出力する。具体的には、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置を原点とし、原点から等距離にあるｘ方向の２点間で照度を比較し、照度誤差が所定の判定閾値Ｔｈ１以下であるか否かによって対称形であるか否かが判定される。光度補正部２２６では、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。すなわち、第１照度分布が対称形であれば、ＵＶランプ３５１の光度補正を行う一方、対称形でない場合には、光度補正が行われない。
【０１２０】
エラー出力部２２５は、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、エラー出力を行う。具体的には、第１照度分布が対称形でない場合に、投光面が汚れている旨をユーザに知らせるためのエラーメッセージが表示部１２２に表示される。
【０１２１】
第２照度分布算出部２２３は、ＵＶランプ３５１の投光面の汚れを検知するために、副走査方向に関する第２照度分布を求める。第２照度分布は、副走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて、算出される。ＵＶランプ３５１は、その照射エリアが造形材ノズル３１２，３２２によって１回の主走査で形成可能な最大幅の造形材堆積帯を副走査方向に関してカバーする。このため、第２照度分布は、投光面の汚れがなければ、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、一定レベル以上の照度が確保される。
【０１２２】
第２照度分布判定部２２４は、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、第２照度分布が所定の判定閾値Ｔｈ２を越えているか否かを判定し、その判定結果をエラー出力部２２５へ出力する。エラー出力部２２５では、第２照度分布判定部２２４の判定結果に基づいて、エラー出力が行われる。具体的には、ＵＶランプ３５１に対応する区間について、照度が判定閾値Ｔｈ２を越えていない区間が存在する場合に、投光面が汚れている旨をユーザに知らせるためのエラーメッセージが表示部１２２に表示される。
【０１２３】
＜ＵＶランプ３５１の出力較正＞
図１２は、図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を示した図であり、累積点灯時間の経過による照度変化と電源出力の調整が示されている。図中には、ＵＶランプ３５１の累積点灯時間に対する照度変化と、一定時間ごとのランプ用電源２０６の出力調整による光度補正の様子が示されている。
【０１２４】
ＵＶランプ３５１の照射光による照度は、ＵＶランプ３５１の経時劣化により、累積点灯時間の経過に伴って徐々に低下する。そこで、３次元造形装置１０では、累積点灯時間として、一定時間が経過するごとに較正処理が実行され、ランプ用電源２０６の出力を調整することによって、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる。
【０１２５】
この例では、電源出力ｂ１でＵＶランプ３５１を駆動することにより、所望の照度ａ１が観測されているが、累積点灯時間の経過によって観測される照度が徐々に低下している。そこで、１回目の光度補正が行われ、電源出力をｂ２まで増加させることによって照度がａ１に回復している。
【０１２６】
さらに、累積点灯時間が経過すれば、観測される照度は徐々に低下する。そこで、２回目の光度補正が行われ、電源出力がｂ３まで増加される。このとき、電源出力ｂ３が定格に達していれば、光度補正が十分に行われず、所望の照度ａ１が得られない。この様な場合には、ランプ交換を促すために、警告メッセージが表示される。
【０１２７】
ＵＶランプ３５１の交換が実施された場合、そのランプ交換に伴って３回目の光度補正が行われ、電源出力がｂ４まで減少している。その後、累積点灯時間が経過すれば、観測される照度は徐々に低下するが、造形材の種類が変更されるのに合わせて、４回目の光度補正が行われている。この造形材の種類の変更により、照度目標はａ２となるが、電源出力をｂ５まで減少させることにより、所望の照度ａ２が観測されている。
【０１２８】
図１３は、３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査時に測定された照度分布が示されている。図中の（ａ）には、正常な場合が示され、（ｂ）には、照度センサ６０の汚れ防止カバー６４が半開き状態である場合が示され、（ｃ）には、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れている場合が示されている。
【０１２９】
主走査方向に関する照度分布は、ＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて算出され、通常であれば、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置に関し、左右対称な形状となる。
【０１３０】
これに対し、汚れ防止カバー６４が半開き状態であれば、照度のピーク位置が左側にずれ、照度分布は左右非対称な形状となる。また、投光面に造形材やごみなどの汚れが付着している場合にも、汚れの位置に対応して部分的な照度低下が生じることから、照度分布は左右非対称な形状となる。従って、主走査方向に関する照度分布が対称形であるか否かを判定することにより、投光面の汚れや汚れ防止カバー６４の不具合を検知することができる。
【０１３１】
図１４は、３次元造形装置１０におけるランプ較正動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｙ方向の副走査時に測定された照度分布が示されている。図中の（ａ）には、正常な場合が示され、（ｂ）には、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れている場合が示されている。
【０１３２】
副走査方向に関する照度分布は、ＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度に基づいて算出される。ＵＶランプ３５１の照射エリアは、その幅が１回のパスにより形成可能な最大幅の造形材堆積帯５よりも広く、造形材堆積帯５を副走査方向に関してカバーしている。このため、ＵＶランプ３５１の投光面が汚れていなければ、造形材堆積帯５について、一定レベル以上の照度が確保される。
【０１３３】
これに対し、ＵＶランプ３５１のカバーガラス５３に造形材やごみなどの汚れが付着していれば、汚れに対応する区間で照度低下が生じる。照度低下が生じた区間では、光量不足の影響により、造形材堆積帯５にだれが生じている。そこで、造形材堆積帯５について、照度が一定値ｃ１を下回っている区間が存在するか否かを判定することにより、投光面の汚れを検知することができる。
【０１３４】
図１５のステップＳ１０１〜Ｓ１１１は、図１０の３次元造形装置１０におけるランプ較正時の動作の一例を示したフローチャートである。較正制御部２１１は、メンテナンススケジュールに従って出力較正をランプ較正部２０７に指示する際に、まず、汚れ防止カバー６４を開くようにユーザに促すための警告メッセージを表示する（ステップＳ１０１）。
【０１３５】
次に、較正制御部２１１は、一定時間内に汚れ防止カバー６４が開けられなければ、エラーメッセージを表示してこの処理を終了する（ステップＳ１０２，Ｓ１１１）。一方、較正制御部２１１は、汚れ防止カバー６４が開いたことが検知されれば、ランプ較正部２０７に出力較正を指示し、ｘ方向に関する照度分布がランプ較正部２０７により測定される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【０１３６】
次に、ランプ較正部２０７は、得られたｘ方向に関する照度分布が対称形でなければ、投光面に汚れが付着し、或いは、汚れ防止カバー６４に不具合が生じていると判断し、エラーメッセージを表示してこの処理を終了する（ステップＳ１０４，Ｓ１１１）。
【０１３７】
ｘ方向に関する照度分布が対称形である場合には、ＵＶランプ３５１と照度センサ６０とが対向するｘ方向の位置の照度が測定される（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。このとき、ランプ較正部２０７は、検出された照度と照度目標とを比較し、照度誤差が所定の判定閾値Ｔｈ３以下であれば、許容範囲内であると判断し、光度補正を行わない（ステップＳ１０６）。
【０１３８】
一方、ランプ較正部２０７は、照度誤差が判定閾値Ｔｈ３を越えていれば、ランプ用電源２０６の出力を調整することによって光度補正を行い（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０５の処理手順を繰り返す。その際、較正制御部２１１は、光度補正によってランプ用電源２０６の出力が上限に達すれば、エラーメッセージを表示する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。
【０１３９】
次に、ランプ較正部２０７は、ｙ方向に関する照度分布を測定する（ステップＳ１０７）。そして、得られたｙ方向に関する照度分布に異常が検知されれば、投光面に汚れが付着していると判断し、エラーメッセージが表示される（ステップＳ１０８，Ｓ１１１）。
【０１４０】
本実施の形態によれば、照度センサ６０により検出された照度に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われるので、ＵＶランプ３５１の劣化や個体差の影響を抑制し、造形材に適切な照度で光を照射することができる。特に、照度センサ６０が設けられているので、照度計を用いて照度を測定する従来の造形装置に比べ、照度計の位置を調整したり、測定値を入力して光源の出力調整を行うといった手間を省くことができ、ＵＶランプ３５１の出力調整を簡単に行うことができる。
【０１４１】
また、第１照度分布判定部２２２の判定結果に基づいて、光度補正を行うので、投光面の汚れの影響によって照度変化が生じているにもかかわらず、ＵＶランプ３５１の光度を補正してしまうのを防止することができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態では、照度センサ６０により検出された照度（瞬時値）に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正が行われる場合の例について説明したが、本発明はＵＶランプ３５１の光度補正をこれに限定するものではない。例えば、主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、光度補正部２２６が、その積算光量に基づいて、ＵＶランプ３５１の光度補正を行っても良い。
【０１４３】
主走査方向へ走査中のＵＶランプ３５１が照度センサ６０上を通過する際の積算光量は、主走査時の走査速度やＵＶランプ３５１の投光面の汚れ具合によって変化する。また、造形材層の硬化度合いは、その様な積算光量によって決定される。このため、積算光量を求め、その積算光量に基づいてＵＶランプ３５１の光度補正を行うことにより、照度の瞬時値やピーク値に基づいて光度補正を行う場合に比べて、走査速度の変化に関わらず、造形材層を適切に硬化させることができる。
【０１４４】
また、本実施の形態では、照度センサ用の受光孔１１５がｘ方向及びｙ方向へ走査中のＵＶランプ３５１と対向可能な位置に設けられる場合の例について説明したが、本発明は、受光孔１１５の配置をこれに限定するものではない。例えば、ＵＶランプ３５１がｘ方向又はｙ方向の走査の端部に位置するときの照射エリアの周縁部に、受光孔１１５を配置するような構成のものも本発明には含まれる。
【０１４５】
また、本実施の形態では、照度センサ６０の受光素子が受光孔１１５の直下に配置される場合の例について説明したが、本発明は照度センサ６０の構成をこれに限定するものではない。例えば、照度センサ６０は、受光孔１１５の直下にミラーを配置し、このミラーによって反射された光をＰＤなどの受光素子により受光するような構成であっても良い。
【０１４６】
また、本実施の形態では、可搬プレート４１とプレート取付台４２とからｚ移動ユニット４０が構成される場合の例について説明したが、本発明は、可搬プレート４１及びプレート取付台４２からなるユニットが可動式のものに限定するものではなく、固定式のものであっても良い。すなわち、ヘッドユニット１１１を鉛直方向へ移動させることにより、可搬プレート４１上に造形材層を積層形成するようなものも本発明には含まれる。
【符号の説明】
【０１４７】
１００ 造形システム
１０ ３次元造形装置
１１ 上部扉
１１０ 作業空間
１１１ ヘッドユニット
１１２ 造形ステージ
１１３ ｘ走査用係合溝
１１４ パージトレイ
１１５ 照度センサ用の受光孔
１１６ 作業台の天板
１２ 操作表示部
１２１ 操作部
１２２ 表示部
１３ 前面扉
１３０ カートリッジ収容部
１３Ｍ モデル材カートリッジ
１３Ｓ サポート材カートリッジ
１３Ｈ 廃液タンク
２０ 造形依頼者端末
３１ サポート材用ノズルユニット
３１１ サポート材用のリザーブタンク
３１２ サポート材用の造形材ノズル
３２ モデル材用ノズルユニット
３２１ モデル材用のリザーブタンク
３２２ モデル材用の造形材ノズル
３３ ｙ走査用ホルダユニット
３４ ローラーユニット
３４１ 膜厚調整用ローラー
３５ ランプユニット
３５１ ＵＶランプ
４０ ｚ移動ユニット
４１ 可搬プレート
４２ プレート取付台
４３ ｚ駆動装置
５１ 線状光源
５２ 筐体
５３ カバーガラス
５４ 反射鏡
６０ 照度センサ
６１ ＰＤ
６２ 基板
６３ 遮熱フィルタ
６４ 汚れ防止カバー
６５ 筐体
２０１ 造形情報記憶部
２０２ 造形制御部
２０３ ｘｙ駆動部
２０４ ｚ駆動部
２０５ 照度目標生成部
２０６ ランプ用電源
２０７ ランプ較正部
２０８ カバー開閉センサ
２０９ 累積点灯時間計測部
２１０ メンテナンススケジュール記憶部
２１１ 較正制御部
２２１ 第１照度分布算出部
２２２ 第１照度分布判定部
２２３ 第２照度分布算出部
２２４ 第２照度分布判定部
２２５ エラー出力部
２２６ 光度補正部
２ 吐出口
３ 液滴
５ 造形材堆積帯
Ａ１ 造形エリア
Ａ２ ヘッドユニットの可動エリア
Ａ３ 推奨エリア
ＡＬ ランプ可動エリア
ＡＮ ノズル可動エリア
Ｍ モデル材
Ｓ サポート材
ＳＳ 下地層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形ステージに対し、光硬化性の造形材を吐出するための２以上の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルと、
上記造形ステージ上に吐出された上記造形材に光を照射し、上記造形材を硬化させるための光源と、
上記造形材ノズル及び上記光源を保持する可動ユニットと、
上記吐出口の配列方向と交差する方向であって、かつ、上記造形ステージと平行に上記可動ユニットを走査する走査手段と、
上記可動ユニット及び上記造形ステージ間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段と、
上記走査手段、上記垂直駆動手段、上記造形材ノズルの吐出及び上記光源を制御する制御手段とを備え、
上記造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置において、
上記光源から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサと、
上記照度センサにより検出された照度に基づいて、上記光源の光度を補正する光度補正手段とを備えたことを特徴とする３次元造形装置。
【請求項２】
上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記光源の可動エリア内に受光窓が設けられ、
上記照度センサが、上記受光窓を介して上記光源から発した光を受光することを特徴とする請求項１に記載の３次元造形装置。
【請求項３】
上記造形材ノズル及び上記光源は、上記可動ユニット内において、走査方向の異なる位置に配置され、
上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元造形装置。
【請求項４】
上記走査手段は、上記吐出口の配列方向と交差する方向を主走査方向とし、上記主走査方向と交差する方向を副走査方向として、上記可動ユニットを２次元走査し、
上記造形材ノズル及び上記光源は、上記可動ユニット内において、上記主走査方向の異なる位置に配置され、
上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記副走査方向へ走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元造形装置。
【請求項５】
主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、
上記光度補正手段は、上記積算光量に基づいて、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項４に記載の３次元造形装置。
【請求項６】
主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、主走査方向に関する第１照度分布を求める第１照度分布算出手段と、
第１照度分布が対称形であるか否かを判定する第１照度分布判定手段と、
第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元造形装置。
【請求項７】
上記光度補正手段は、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の３次元造形装置。
【請求項８】
副走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、副走査方向に関する第２照度分布を求める第２照度分布算出手段と、
上記光源に対応する区間について、第２照度分布が判定閾値を越えているか否かを判定する第２照度分布判定手段と、
第２照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元造形装置。
【請求項９】
上記造形材の種類、上記造形材層の厚さ又は走査速度に基づいて、照度目標を生成する照度目標生成手段と、
上記照度目標に基づいて、上記光源へ電力供給する光源用電源とを備え、
上記光度補正手段は、上記照度センサにより検出される照度が上記照度目標と一致するように上記光源用電源の出力を調整することによって、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の３次元造形装置。
【請求項１】
造形ステージに対し、光硬化性の造形材を吐出するための２以上の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルと、
上記造形ステージ上に吐出された上記造形材に光を照射し、上記造形材を硬化させるための光源と、
上記造形材ノズル及び上記光源を保持する可動ユニットと、
上記吐出口の配列方向と交差する方向であって、かつ、上記造形ステージと平行に上記可動ユニットを走査する走査手段と、
上記可動ユニット及び上記造形ステージ間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段と、
上記走査手段、上記垂直駆動手段、上記造形材ノズルの吐出及び上記光源を制御する制御手段とを備え、
上記造形ステージ上に吐出し硬化させた造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置において、
上記光源から発した光を受光可能な位置に設けられた照度センサと、
上記照度センサにより検出された照度に基づいて、上記光源の光度を補正する光度補正手段とを備えたことを特徴とする３次元造形装置。
【請求項２】
上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記光源の可動エリア内に受光窓が設けられ、
上記照度センサが、上記受光窓を介して上記光源から発した光を受光することを特徴とする請求項１に記載の３次元造形装置。
【請求項３】
上記造形材ノズル及び上記光源は、上記可動ユニット内において、走査方向の異なる位置に配置され、
上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元造形装置。
【請求項４】
上記走査手段は、上記吐出口の配列方向と交差する方向を主走査方向とし、上記主走査方向と交差する方向を副走査方向として、上記可動ユニットを２次元走査し、
上記造形材ノズル及び上記光源は、上記可動ユニット内において、上記主走査方向の異なる位置に配置され、
上記受光窓が、上記造形材ノズルの可動エリア外であって、上記副走査方向へ走査中の上記光源と対向可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元造形装置。
【請求項５】
主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度を積算し、積算光量を求める積算光量算出手段を備え、
上記光度補正手段は、上記積算光量に基づいて、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項４に記載の３次元造形装置。
【請求項６】
主走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、主走査方向に関する第１照度分布を求める第１照度分布算出手段と、
第１照度分布が対称形であるか否かを判定する第１照度分布判定手段と、
第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元造形装置。
【請求項７】
上記光度補正手段は、第１照度分布判定手段の判定結果に基づいて、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の３次元造形装置。
【請求項８】
副走査方向へ走査中の上記光源が上記受光窓上を通過する際に検出される照度に基づいて、副走査方向に関する第２照度分布を求める第２照度分布算出手段と、
上記光源に対応する区間について、第２照度分布が判定閾値を越えているか否かを判定する第２照度分布判定手段と、
第２照度分布判定手段の判定結果に基づいて、エラー出力を行うエラー出力手段とを備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元造形装置。
【請求項９】
上記造形材の種類、上記造形材層の厚さ又は走査速度に基づいて、照度目標を生成する照度目標生成手段と、
上記照度目標に基づいて、上記光源へ電力供給する光源用電源とを備え、
上記光度補正手段は、上記照度センサにより検出される照度が上記照度目標と一致するように上記光源用電源の出力を調整することによって、上記光源の光度補正を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の３次元造形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−６７０１６（Ｐ２０１３−６７０１６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５１０４（Ｐ２０１１−２０５１０４）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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