(57)【要約】【課題】造複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定する。【解決手段】三次元造形物の品質判定方法は、第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有する吐出部とステージとの相対位置を第１方向に交差する第２方向に変化させつつ、ノズル孔からステージに向かって液体を吐出して、複数の三次元造形物を造形する造形工程と、造形工程の後または途中に、ノズル孔からの液体の吐出状態を検査する吐出検査工程と、吐出検査工程において複数のノズル孔のうちの少なくとも１つのノズル孔からの吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の三次元造形物の中に、低品質な三次元造形物が含まれると判定する品質判定工程と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形物の品質判定方法であって、
第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有する吐出部とステージとの相対位置を前記第１方向に交差する第２方向に変化させつつ、前記ノズル孔から前記ステージに向かって液体を吐出して、複数の前記三次元造形物を造形する造形工程と、
前記造形工程の後または途中に、前記ノズル孔からの前記液体の吐出状態を検査する吐出検査工程と、
前記吐出検査工程において複数の前記ノズル孔のうちの少なくとも１つの前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の前記三次元造形物の中に、低品質な前記三次元造形物が含まれると判定する品質判定工程と、
を有する三次元造形物の品質判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形物の品質判定方法であって、
前記造形工程に先立って、
前記ノズル孔からの前記吐出状態を検査する事前吐出検査工程と、
前記事前吐出検査工程における検査の結果を用いて、前記造形工程を開始するか否かを判定する開始判定工程と、
を有する、三次元造形物の品質判定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三次元造形物の品質判定方法であって、
前記吐出検査工程において前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、異常が検出された前記ノズル孔からの前記吐出状態を回復するための吐出回復工程を有する、三次元造形物の品質判定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の三次元造形物の品質判定方法であって、
前記吐出検査工程は、前記造形工程の途中に行われ、
前記吐出検査工程において前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合に、前記吐出検査工程よりも後の前記造形工程において、異常が検出された前記ノズル孔を用いて行われる前記三次元造形物の造形を中止する、三次元造形物の品質判定方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の三次元造形物の品質判定方法であって、
前記吐出検査工程に先立って、前記三次元造形物を識別するための造形物識別情報と、前記造形物識別情報によって識別される前記三次元造形物の造形に用いられる前記ノズル孔を識別するためのノズル識別情報とを関連付けて記録し、
前記吐出検査工程において、前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、異常が検出された前記ノズル孔の前記ノズル識別情報を記録し、
前記品質判定工程において、前記造形物識別情報と前記ノズル識別情報とを用いて、造形された複数の前記三次元造形物の中から前記低品質な前記三次元造形物を特定する、三次元造形物の品質判定方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の三次元造形物の品質判定方法であって、
前記造形工程において、前記第１方向に交差し、かつ、前記第２方向に交差する第３方向に沿って複数の前記三次元造形物を造形する場合に、前記吐出検査工程は、一の前記三次元造形物の造形を終了してから前記第３方向に隣接する他の前記三次元造形物の造形を開始するまでの間に行われる、三次元造形物の品質判定方法。
【請求項７】
三次元造形装置であって、
第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有し、前記ノズル孔からステージに向かって液体を吐出する吐出部と、
前記第１方向に交差する第２方向に、前記吐出部と前記ステージとの相対位置を変化させる移動部と、
前記ノズル孔からの前記液体の吐出状態の異常を検査するための吐出検査部と、
前記吐出部と前記移動部と前記吐出検査部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記移動部を制御して前記相対位置を変化させつつ、前記吐出部を制御して前記ノズル孔から前記液体を吐出して、複数の三次元造形物を造形する造形処理と、
前記造形処理の後または途中に、前記吐出検査部を制御して前記ノズル孔からの前記吐出状態を検査する吐出検査処理と、
前記吐出検査処理において複数の前記ノズル孔のうちの少なくとも１つの前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の前記三次元造形物の中に、低品質な前記三次元造形物が含まれると判定する品質判定処理と、
を行う、三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元造形物の品質判定方法および三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、粉体層を形成した後、粉体層に沿って移動するヘッドに設けられた複数のノズル孔から、粉体層の所定領域に向かって液状の結合剤を吐出して断面層を造形し、造形された断面層上で、さらに粉体層の形成と結合剤の吐出とを繰り返すことによって、断面層が積層された三次元造形物を造形する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−００６０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した技術を用いて、複数の三次元造形物を一度に造形することができる。例えば、ヘッドの移動方向に交差する方向に沿って設けられた複数のノズル孔から結合剤を吐出することによって、ヘッドの移動方向に交差する方向に配列された複数の三次元造形物を一度に造形することができる。しかし、その場合、一部または全部のノズル孔から正常に結合剤が吐出されなかった場合、造形された複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれる可能性がある。複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定するためには手間を要する。この課題は、上述した、ノズル孔から液状の結合剤を吐出して三次元造形物を造形する結合剤噴射方式に限られず、ノズル孔から液状の材料を吐出して三次元造形物を造形する材料噴射方式にも共通する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、三次元造形物の品質判定方法が提供される。この三次元造形物の品質判定方法は、第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有する吐出部とステージとの相対位置を前記第１方向に交差する第２方向に変化させつつ、前記ノズル孔から前記ステージに向かって液体を吐出して、複数の前記三次元造形物を造形する造形工程と、前記造形工程の後または途中に、前記ノズル孔からの前記液体の吐出状態を検査する吐出検査工程と、前記吐出検査工程において複数の前記ノズル孔のうちの少なくとも１つの前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の前記三次元造形物の中に、低品質な前記三次元造形物が含まれると判定する品質判定工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の三次元造形装置の概略構成を示す第１の説明図。
【図２】第１実施形態の三次元造形装置の概略構成を示す第２の説明図。
【図３】ラインヘッドにおけるノズル孔の配列を示す説明図。
【図４】第１実施形態の品質判定方法の処理の内容を示すフローチャート。
【図５】形状データに表された三次元造形物の配列を示す第１の説明図。
【図６】形状データに表された三次元造形物の配列を示す第２の説明図。
【図７】第１実施形態における造形工程の内容を示すフローチャート。
【図８】三次元造形物の品質についての判定結果の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１０の概略構成を示す第１の説明図である。図１には、側面から視た三次元造形装置１０と、三次元造形装置１０によって造形される三次元造形物ＯＢとを模式的に表している。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に沿った方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向に沿った方向である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。尚、Ｙ方向のことを第１方向と呼ぶこともあり、Ｘ方向のことを第２方向と呼ぶこともあり、Ｚ方向のことを第３方向と呼ぶこともある。
【０００８】
三次元造形装置１０は、造形槽部３０と、造形ユニット１００と、移動機構５０と、制御部５００とを備えている。制御部５００には、情報処理装置２０が接続されている。三次元造形装置１０と情報処理装置２０とをあわせて広義の三次元造形装置として捉えることもできる。
【０００９】
制御部５００は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部５００は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、後述する、三次元造形物ＯＢを造形するための造形処理を実行する。尚、制御部５００は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
【００１０】
造形槽部３０は、内部に三次元造形物ＯＢが造形される槽状の構造体である。造形槽部３０は、ＸＹ方向に沿った平坦なステージ３１と、ステージ３１の外周を囲む枠体３２と、ステージ３１をＺ方向に沿って移動させる昇降機構３３とを備えている。ステージ３１は、昇降機構３３によって、枠体３２内においてＺ方向に沿って移動する。本実施形態では、昇降機構３３は、制御部５００の制御下で、ステージ３１をＺ方向に沿って移動させるアクチュエーターによって構成されている。
【００１１】
移動機構５０は、造形槽部３０の上方に設けられている。移動機構５０は、造形ユニット１００とステージ３１との相対位置をＸ方向に沿って変化させる。本実施形態では、移動機構５０は、制御部５００の制御下で、造形ユニット１００をＸ方向に沿って移動させるアクチュエーターによって構成されている。尚、移動機構５０は、ステージ３１を移動させることによって、造形ユニット１００とステージ３１との相対位置をＸ方向に沿って変化させる形態であってもよいし、造形ユニット１００とステージ３１との両方を移動させることによって、造形ユニット１００とステージ３１との相対位置をＸ方向に沿って変化させる形態であってもよい。
【００１２】
造形ユニット１００は、移動機構５０によって支持されることによって、造形槽部３０の上方に設けられている。本実施形態では、造形ユニット１００は、粉体層形成部１１０と、吐出部１２０と、硬化エネルギー供給部１３０とを備えている。造形ユニット１００は、ステージ３１上をＸ方向に沿って移動しながら、粉体層形成部１１０を用いることによって、ステージ３１上に粉体層を形成し、吐出部１２０を用いることによって、結合剤を含む液体である結合液を粉体層に吐出して造形層を形成し、硬化エネルギー供給部１３０を用いることによって、結合剤を硬化させる。造形ユニット１００が上述した動作を繰り返すことによって、造形層が積層された三次元造形物ＯＢが造形される。尚、造形層とは、三次元造形物ＯＢの１層分に相当する部分である。
【００１３】
粉体層とは、三次元造形物ＯＢの粉末状の材料である粉体が敷き詰められた層のことを意味する。粉体としては、例えば、金属材料、セラミック材料、樹脂材料、複合材料、木材、ゴム、皮革、カーボン、ガラス、生体適合材料、磁性材料、石膏、砂などの種々の材料を用いることができる。これらのうちの一種類が粉体として用いられてもよく、二種類以上が組み合わされて粉体として用いられてもよい。本実施形態では、粉体として、粉末状のステンレス鋼が用いられる。
【００１４】
結合剤は、粉体同士を結合させる機能を有する。結合剤は、同一の造形層内の粉体同士を結合させるだけでなく、造形層上に敷き詰められた粉体と当該造形層とを結合させる。そのため、結合剤によって隣接する造形層同士が結合する。結合剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、可視光領域の光により硬化する可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、赤外線硬化性樹脂等の各種光硬化性樹脂、Ｘ線硬化性樹脂などを用いることができる。これらのうちの一種類が結合剤として用いられてもよく、二種類以上が組み合わされて結合剤として用いられてもよい。本実施形態では、熱硬化性樹脂の結合剤が用いられる。
【００１５】
粉体層形成部１１０は、粉体供給部１１１と、平坦化部１１２とを備えている。粉体供給部１１１は、ステージ３１上に粉体を供給する。本実施形態では、粉体供給部１１１は、粉体が貯蔵されたホッパーによって構成されている。平坦化部１１２は、ステージ３１上をＸ方向に沿って移動しつつ、粉体供給部１１１から供給された粉体を平坦化することによって、ステージ３１上に粉体層を形成する。平坦化部１１２によってステージ３１上から押し出された粉体は、造形槽部３０に隣接して設けられた粉体回収部４０内に排出される。本実施形態では、平坦化部１１２は、ローラーによって構成されている。尚、平坦化部１１２は、スキージによって構成されてもよい。
【００１６】
吐出部１２０は、液体供給部１２１と、ラインヘッド２００とを備えている。液体供給部１２１は、ラインヘッド２００に結合液を供給する。本実施形態では、液体供給部１２１は、結合液が貯蔵されたタンクによって構成されている。ラインヘッド２００は、ステージ３１上をＸ方向に沿って移動しつつ、液体供給部１２１から供給された結合液をステージ３１上に形成された粉体層に向かって吐出する。尚、吐出部１２０のより具体的な構成については、図２を用いて後述する。
【００１７】
硬化エネルギー供給部１３０は、吐出部１２０から粉体層に吐出された結合液に含まれる結合剤に対して、結合剤を硬化させるためのエネルギーを付与する。本実施形態では、硬化エネルギー供給部１３０は、ヒーターによって構成されている。本実施形態では、熱硬化性の結合剤が用いられるため、硬化エネルギー供給部１３０は、ヒーターによる加熱によって、結合剤を硬化させる。尚、光硬化性の結合剤が用いられる場合には、硬化エネルギー供給部１３０は、結合剤に対応する光を照射することによって、結合剤を硬化させる形態であってもよい。例えば、紫外線硬化性の結合剤が用いられる場合には、硬化エネルギー供給部１３０は、紫外線ランプによって構成されてもよい。
【００１８】
図２は、第１実施形態における三次元造形装置１０の概略構成を示す第２の説明図である。図２には、上面から視た三次元造形装置１０を模式的に表している。図２を用いて、吐出部１２０の具体的な構成について説明する。本実施形態では、吐出部１２０には、上述したとおり、ラインヘッド２００が設けられている。
【００１９】
ラインヘッド２００は、Ｙ方向において、ステージ３１の長さと同程度の長さを有する。本実施形態では、ラインヘッド２００は、複数の液体吐出ヘッドが連結されて構成されている。それぞれの液体吐出ヘッドは、ピエゾ駆動方式の液体吐出ヘッドによって構成されている。ピエゾ駆動方式の液体吐出ヘッドは、微細なノズル孔が設けられた圧力室を結合液で満たしておき、ピエゾ素子を用いて圧力室の側壁を撓ませることによって、圧力室の容積減少分に相当する体積の結合液を液滴として吐出することが可能である。尚、ノズル孔のことを、ノズルと呼ぶこともある。
【００２０】
本実施形態では、ラインヘッド２００は、４つの液体吐出ヘッドがＹ方向に沿って連結されて構成されている。それぞれの液体吐出ヘッドのことを、ラインヘッド２００の−Ｙ方向側の端部から順に、第１ヘッド２１０、第２ヘッド２２０、第３ヘッド２３０、第４ヘッド２４０と呼ぶ。隣接するヘッド２１０〜２４０同士は、Ｘ方向において一部が重なって連結されている。尚、ラインヘッド２００は、２つ、または、３つの液体吐出ヘッドがＹ方向に沿って連結されて構成されてもよいし、５つ以上の液体吐出ヘッドがＹ方向に沿って連結されて構成されてもよい。ラインヘッド２００は、１つの液体吐出ヘッドで構成されてもよい。
【００２１】
図３は、ラインヘッド２００におけるノズル孔２０１の配列を示す説明図である。図３には、下面から視たラインヘッド２００における、第１ヘッド２１０と第２ヘッド２２０との連結部分が表されている。ラインヘッド２００は、第１ヘッド２１０と第２ヘッド２２０との連結部分に、オーバーラップ部ＯＬを有する。オーバーラップ部ＯＬとは、隣接するヘッド２１０，２２０同士において、ノズル孔２０１が設けられた部分がＸ方向に重なった領域のことを意味する。図３では、オーバーラップ部ＯＬに配置されたノズル孔２０１にハッチングが施されている。尚、図３には、後述する使用ノズルを実線で表し、不使用ノズルを破線で表している。第２ヘッド２２０と第３ヘッド２３０との連結部分や、第３ヘッド２３０と第４ヘッド２４０との連結部分についても、上述した第１ヘッド２１０と第２ヘッド２２０との連結部分と同様にオーバーラップ部を有する。
【００２２】
本実施形態では、各ヘッド２１０〜２４０の下面には、結合液を液滴として吐出する複数のノズル孔２０１が千鳥配列で設けられている。つまり、各ヘッド２１０〜２４０の下面には、等間隔に配列された複数のノズル孔２０１によって構成されるノズル列が平行に２列設けられている。各ノズル列は、ノズル孔２０１の配列方向に沿って相互にずれて配置されている。このずれの大きさは、同一ノズル列内におけるノズル孔２０１間隔の半分の距離と同じである。本実施形態では、各ノズル列は、Ｙ方向に沿って配列されている。尚、オーバーラップ部ＯＬでは、後述するマスク処理によって、両方のヘッド２１０，２２０から同じ位置に重複して液滴が吐出されないように、使用ノズルと不使用ノズルとが設定される。
【００２３】
図１を参照し、造形ユニット１００には、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態の異常を検出するための吐出検査部８０が設けられている。吐出状態の異常とは、例えば、液体吐出ヘッド内への気泡の混入や、液体吐出ヘッド内での液体の増粘によって、ノズル孔２０１から所期の液滴が吐出されなくなることを意味する。この吐出状態の異常のことをノズル孔２０１の目詰まりと呼ぶこともある。本実施形態では、吐出検査部８０は、造形ユニット１００に設けられたカメラ８１によって構成されている。カメラ８１は、各ノズル孔２０１から液滴が吐出される様子を撮像する。カメラ８１によって撮像された画像は、制御部５００に送信される。制御部５００は、送信された画像を解析することによって、各ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態の異常を判定する。尚、カメラ８１は、吐出状態の異常を検出できる形態であれば、造形ユニット１００ではなく、例えば、枠体３２に設けられてもよい。尚、吐出検査部８０は、カメラ８１ではなく、レーザー光を発光する発光素子と、このレーザー光を受光する受光素子とによって構成されてもよい。この場合、レーザー光を発光している発光素子と受光素子との間を通過するようにノズル孔２０１から液滴を吐出させ、その際に受光素子が出力する電気信号の変化を計測することによって、吐出状態の異常を検出できる。吐出検査部８０として、液体吐出ヘッドが有する圧電素子が用いられてもよい。この場合、ノズル孔２０１からの液滴の吐出に伴って圧力室に発生する残留振動を圧電素子によって計測することによって、吐出状態の異常を検出できる。
【００２４】
ステージ３１よりも＋Ｘ方向側には、造形ユニット１００のホームポジションＨＰが設けられている。ホームポジションＨＰの下方の枠体３２には、ノズル孔２０１内の液体を吸引する吸引部９０が設けられている。本実施形態では、吸引部９０は、ヘッドキャップ９１と、キャップ昇降機構９２と、吸引ポンプ９５と、廃液タンク９６とを備えている。ヘッドキャップ９１と吸引ポンプ９５との間、および、吸引ポンプ９５と廃液タンク９６との間は、チューブ９９によって接続されている。ヘッドキャップ９１は、キャップ昇降機構９２によってＺ方向に沿って昇降することによって、ラインヘッド２００のノズル孔２０１が設けられた面を覆う。キャップ昇降機構９２は、制御部５００の制御下で、ヘッドキャップ９１をＺ方向に沿って移動させるアクチュエーターによって構成されている。吸引ポンプ９５は、ヘッドキャップ９１内に負圧を発生させて、ノズル孔２０１から液体を吸引する。ノズル孔２０１から吸引された液体は、廃液タンク９６に貯留される。
【００２５】
図４は、本実施形態における三次元造形物ＯＢの品質判定方法の処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、三次元造形装置１０に設けられた操作パネルや、三次元造形装置１０に接続された情報処理装置２０に対して、所定の開始操作がユーザーによって行われた場合に、制御部５００によって実行される。
【００２６】
ステップＳ１１０にて、制御部５００は、複数の三次元造形物ＯＢの形状が表された形状データを取得する。この工程のことを形状データ取得工程とも呼ぶ。形状データとして、例えば、三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフトを用いて作成され、ＳＴＬ形式やＩＧＥＳ形式やＳＴＥＰ形式で出力されたデータを用いることができる。本実施形態では、制御部５００は、三次元造形装置１０に接続された情報処理装置２０から形状データを取得する。尚、制御部５００は、ＵＳＢメモリー等の記録媒体を介して形状データを取得してもよい。
【００２７】
図５は、本実施形態における形状データに表された三次元造形物の配列を示す第１の説明図である。図６は、本実施形態における形状データに表された三次元造形物ＯＢの配列を示す第２の説明図である。本実施形態では、形状データには、三次元造形物ＯＢがＺ方向に沿って５階層、Ｘ方向に沿って４行、Ｙ方向に沿って４列で配列されている。つまり、形状データには、８０個の三次元造形物ＯＢが表されている。それぞれの三次元造形物ＯＢは、同一の形状を有している。それぞれの三次元造形物ＯＢは、等間隔で配列されている。尚、制御部５００は、１つの三次元造形物ＯＢのみが表された形状データを取得し、取得した形状データを用いて、図５および図６に表されたように同一の形状を有する複数の三次元造形物ＯＢが等間隔で配列された形状データを生成してもよい。
【００２８】
図４を参照し、ステップＳ１１５にて、制御部５００は、取得された形状データを用いて、複数の三次元造形物ＯＢの断面データを生成する。この工程のことを断面データ生成工程とも呼ぶ。制御部５００は、ステージ３１上に造形される三次元造形物ＯＢの１層分の厚みに応じた間隔で複数の三次元造形物ＯＢの形状を切断して、複数の断面データを生成する。制御部５００は、Ｚ方向に垂直な面で複数の三次元造形物ＯＢを切断する。
【００２９】
ステップＳ１２０にて、制御部５００は、生成された断面データを用いて、三次元造形物ＯＢの造形に用いられる造形データを生成する。この工程のことを造形データ生成工程とも呼ぶ。制御部５００は、まず、生成された断面データを用いて、Ｘ方向およびＹ方向の座標に対して吐出する液滴の量を表す、各層ごとのドットデータを生成する。次に、制御部５００は、各層ごとのドットデータをラインヘッド２００による形成順序に応じて並び替えたラインデータを生成する。その後、制御部５００は、生成されたラインデータと、予め記憶されたマスクパターンとを用いて、マスク処理を行うことによって、各ヘッド２１０〜２４０から液滴を吐出する際に用いられる造形データを生成する。マスク処理とは、ラインヘッド２００のオーバーラップ部ＯＬにおける使用ノズルと不使用ノズルとを設定する処理である。使用ノズルとは、液滴の吐出が禁止されないノズル孔２０１のことを意味し、不使用ノズルとは、液滴の吐出が禁止されるノズル孔２０１のことを意味する。本実施形態では、制御部５００の記憶装置に、ヘッド２１０〜２４０ごとのマスクパターンが記憶されている。各マスクパターンは、図３に表されたように、使用ノズルと不使用ノズルとがＹ方向に沿って交互に並ぶように設定されている。上述したとおり、図３には、使用ノズルが実線で表され、不使用ノズルが破線で表されている。尚、造形データには、上述した情報の他に、粉体層形成部１１０によって造形槽部３０に供給される粉体の量や、硬化エネルギー供給部１３０のヒーターの温度等が表されている。
【００３０】
図４を参照し、ステップＳ１２５にて、制御部５００は、造形される三次元造形物ＯＢを識別するための造形物識別情報と、ノズル孔２０１を識別するためのノズル識別情報とを設定する処理を行う。この工程のことを識別情報設定工程とも呼ぶ。具体的には、まず、制御部５００は、それぞれの三次元造形物ＯＢに造形物識別情報を設定し、それぞれのノズル孔２０１にノズル識別情報を設定する。次に、制御部５００は、造形物識別情報と、造形物識別情報によって識別される三次元造形物ＯＢの造形に用いられるノズル孔２０１を識別するためのノズル識別情報とを関連付けて制御部５００の記憶装置に記憶する。
【００３１】
本実施形態では、制御部５００には、ノズル孔２０１を識別するためのノズル識別情報が予め設定されている。図３に表されたように、ノズル識別情報は、文字「Ｎ」と、ラインヘッド２００における−Ｙ方向側の端部から何番目のノズル孔２０１であるかを表す番号とを用いて設定されている。本実施形態では、第１ヘッド２１０には、３００個のノズル孔２０１が設けられている。ノズル孔２０１は、−Ｙ方向側の端部から「Ｎ１」、「Ｎ２」、「Ｎ３」の順に、「Ｎ３００」までのノズル識別情報が設定されることによって識別される。第２ヘッド２２０には、３００個のノズル孔２０１が設けられている。第２ヘッド２２０のノズル孔２０１には、−Ｙ方向側の端部から「Ｎ３０１」、「Ｎ３０２」、「Ｎ３０３」の順に、「Ｎ６００」までのノズル識別情報が設定されている。第３ヘッド２３０のノズル孔２０１、および、第４ヘッド２４０のノズル孔２０１についても、上述した規則に従ってノズル識別情報が設定されている。
【００３２】
図５および図６に表されたように、本実施形態では、制御部５００は、造形される三次元造形物ＯＢの配置に関する情報を用いて造形物識別情報を設定する。より具体的には、制御部５００は、ｉ階層目、ｊ行目、ｋ列目の三次元造形物ＯＢに、造形物識別情報「Ｍｉｊｋ」を設定する。例えば、１階層目、１行目、１列目の三次元造形物ＯＢには、造形物識別情報「Ｍ１１１」が設定される。造形物識別情報「Ｍ１１１」で表された三次元造形物ＯＢの＋Ｘ方向に隣接する三次元造形物ＯＢには、１階層目、２行目、１列目の三次元造形物ＯＢであるため、造形物識別情報「Ｍ２１１」が設定される。造形物識別情報「Ｍ２１１」で表された三次元造形物ＯＢの＋Ｚ方向に隣接する三次元造形物ＯＢには、２階層目、２行目、１列目の三次元造形物ＯＢであるため、造形物識別情報「Ｍ２２１」が設定される。
【００３３】
本実施形態では、例えば、造形物識別情報「Ｍ１１１」、「Ｍ１２１」、「Ｍ１３１」、「Ｍ１４１」、「Ｍ２１１」、「Ｍ２２１」、「Ｍ２３１」、「Ｍ２４１」、「Ｍ３１１」、「Ｍ３２１」、「Ｍ３３１」、「Ｍ３４１」、「Ｍ４１１」、「Ｍ４２１」、「Ｍ４３１」、「Ｍ４４１」、「Ｍ５１１」、「Ｍ５２１」、「Ｍ５３１」、「Ｍ５４１」で表された三次元造形物ＯＢが、ノズル識別情報「Ｎ５０」で表されたノズル孔２０１から「Ｎ２５０」で表されたノズル孔２０１までを用いて造形される。そのため、造形物識別情報「Ｍ１１１」、「Ｍ１２１」、「Ｍ１３１」、「Ｍ１４１」、「Ｍ２１１」、「Ｍ２２１」、「Ｍ２３１」、「Ｍ２４１」、「Ｍ３１１」、「Ｍ３２１」、「Ｍ３３１」、「Ｍ３４１」、「Ｍ４１１」、「Ｍ４２１」、「Ｍ４３１」、「Ｍ４４１」、「Ｍ５１１」、「Ｍ５２１」、「Ｍ５３１」、「Ｍ５４１」と、ノズル識別情報「Ｎ５０」から「Ｎ２５０」までが関連付けられて、制御部５００の記憶装置に記憶される。
【００３４】
図４を参照し、ステップＳ１３０にて、制御部５００は、吐出検査部８０を用いてノズル孔２０１からの液滴の吐出状態を検査する吐出検査を行うタイミングを設定する。この工程のことを吐出検査タイミング設定工程とも呼ぶ。吐出検査が行われるタイミングは、例えば、ユーザーによって指定される。本実施形態では、３つの段階で吐出検査が行われる。まず、第１の段階として、後述する造形工程の開始に先立って吐出検査が行われる。次に、第２の段階として、造形工程の途中に吐出検査が行われる。さらに、第３の段階として、造形工程の後に吐出検査が行われる。本実施形態では、第２の段階の吐出検査について、１階層分の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、次の階層の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われるように吐出検査を行うタイミングが設定される。そのため、例えば、造形物識別情報「Ｍ１１１」から「Ｍ１４４」までで表される１階層目の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、造形物識別情報「Ｍ２１１」から「Ｍ２４４」までで表される２階層目の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われる。
【００３５】
ステップＳ１３５にて、制御部５００は、上述したとおり、造形工程に先立って吐出検査を行う。制御部５００は、吐出検査部８０を用いて吐出検査を行う。この工程のことを事前吐出検査工程とも呼ぶ。制御部５００は、造形ユニット１００がホームポジションＨＰに配置された状態で、ラインヘッド２００の各ノズル孔２０１から所定量の液滴を吐出させて吐出検査を行う。ラインヘッド２００の下方には、ヘッドキャップ９１が配置されているため、ノズル孔２０１から吐出された液滴は、ヘッドキャップ９１によって回収されて、廃液タンク９６に貯留される。吐出検査部８０から取得された吐出検査の結果は、制御部５００の記憶装置に記憶される。
【００３６】
ステップＳ１４０にて、制御部５００は、造形に用いられるノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常があるか否かを判定する。この工程のことを吐出異常判定工程とも呼ぶ。制御部５００は、ステップＳ１３５の吐出検査の結果を用いて、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常があるか否かを判断できる。本実施形態では、制御部５００は、少なくとも１つのノズル孔２０１からの吐出状態に異常がある場合には、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常があると判断する。
【００３７】
ステップＳ１４０で異常があると判断されなかった場合には、制御部５００は、ステップＳ２００の造形工程を開始する。一方、ステップＳ１４０で異常があると判断された場合には、ステップＳ１４５にて、制御部５００は、吸引部９０を用いて吐出状態の回復を図る。具体的には、制御部５００は、キャップ昇降機構９２を制御して、ヘッドキャップ９１によってラインヘッド２００のノズル孔２０１が設けられた面を覆い、吸引ポンプ９５を制御して、ノズル孔２０１から液体を吸引する。
【００３８】
ステップＳ１５０にて、制御部５００は、事前吐出検査工程における吐出検査の結果を用いて、造形工程を開始するか否かを判定する。この工程のことを開始判定工程とも呼ぶ。本実施形態では、制御部５００は、吐出状態の異常が検出されたノズル孔２０１を用いて造形される三次元造形物ＯＢを低品質な三次元造形物であると仮定して、想定歩留まりを算出し、算出された想定歩留まりが所定の割合以上である場合に、造形工程を開始すると判断する。想定歩留まりは、低品質な三次元造形物と仮定された三次元造形物ＯＢの個数を、造形が予定されている三次元造形物ＯＢの個数で割ることによって算出される。尚、制御部５００は、算出された想定歩留まりを、例えば、情報処理装置２０の表示部に表示させ、ユーザーからの指示に従って、造形工程を開始するか否かを判定してもよい。この場合、ユーザーは、情報処理装置２０の表示部に表示された想定歩留まりを参照して、造形工程を開始するか否かを判断できる。
【００３９】
ステップＳ１５０で造形工程を開始すると判断されなかった場合、制御部５００は、造形工程を行うことなく、この処理を終了する。一方、ステップＳ１５０で造形工程を開始すると判断された場合、制御部５００は、ステップＳ２００の造形工程を開始する。
【００４０】
図７は、本実施形態における造形工程の内容を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１０にて、制御部５００は、移動機構５０を制御することによって、造形ユニット１００の移動を開始させる。本実施形態では、制御部５００は、造形ユニット１００を、図２における＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側に向かって移動させる。
【００４１】
次に、ステップＳ２２０にて、制御部５００は、造形ユニット１００の粉体層形成部１１０を制御することによって、ステージ３１上に粉体層を形成する。ステップＳ２３０にて、制御部５００は、造形ユニット１００の吐出部１２０を制御することによって、粉体層に結合液の液滴を吐出して、造形層を形成する。ステップＳ２４０にて、制御部５００は、造形ユニット１００の硬化エネルギー供給部１３０を制御することによって、結合液に含まれる結合剤を硬化させる。ステップＳ２１０からステップＳ２４０までによって、造形ユニット１００が、ステージ３１上を右端から左端まで移動する間に、１層分の造形層が造形される。
【００４２】
その後、ステップＳ２５０にて、制御部５００は、１階層分の三次元造形物ＯＢの造形が完了したか否かを判定する。制御部５００は、造形データを用いて１階層分の三次元造形物ＯＢの造形が完了したか否かを判断できる。ステップＳ２５０において、１階層分の三次元造形物ＯＢの造形が完了したと判断されなかった場合、ステップＳ２６０にて、制御部５００は、移動機構５０を制御することによって、図２におけるステージ３１の−Ｘ方向側の端部から＋Ｘ方向側の端部まで造形ユニット１００を移動させる。ステップＳ２７０にて、制御部５００は、昇降機構３３を制御することによって、ステージ３１を造形層の厚みと同じ距離に亘って下降させる。その後、制御部５００は、ステップＳ２１０に処理を戻して、造形層の上に、さらに１層分の造形層を造形する。
【００４３】
一方、ステップＳ２５０において、１階層分の三次元造形物ＯＢの造形が完了したと判断された場合、ステップＳ２８０にて、制御部５００は、全ての三次元造形物ＯＢの造形が完了したか否かを判定する。ステップＳ２８０において、全ての三次元造形物ＯＢの造形が完了したと判断されなかった場合、ステップＳ２９０にて、制御部５００は、移動機構５０を制御することによって造形ユニット１００をホームポジションＨＰに移動させて、ラインヘッド２００の各ノズル孔２０１から所定量の液滴を吐出させて吐出検査を行う。この工程のことを吐出検査工程とも呼ぶ。つまり、本実施形態では、造形工程の途中において、吐出検査工程が行われる。ラインヘッド２００の下方には、ヘッドキャップ９１が配置されているため、ノズル孔２０１から吐出された液滴は、ヘッドキャップ９１によって回収されて、廃液タンク９６に貯留される。吐出検査部８０から取得された吐出検査の結果は、制御部５００の記憶装置に記憶される。吐出検査の結果には、異常が検出されたノズル孔２０１のノズル識別情報が含まれる。吐出検査工程において吐出状態の異常が検出された場合、制御部５００は、その後の造形工程において、異常が検出されたノズル孔２０１を用いて行われる三次元造形物ＯＢの造形を中止しつつ、造形工程を継続する。一方、ステップＳ２８０において、全ての三次元造形物ＯＢの造形が完了したと判断された場合、造形工程を終了する。
【００４４】
図４を参照して、ステップＳ２００の造形工程の後、ステップＳ１５５にて、制御部５００は、制御部５００は、移動機構５０を制御することによって造形ユニット１００をホームポジションＨＰに移動させて、ラインヘッド２００の各ノズル孔２０１から所定量の液滴を吐出させて吐出検査を行う。この工程のことを吐出検査工程とも呼び、事後吐出検査工程と呼ぶこともある。つまり、本実施形態では、造形工程の後においても、吐出検査工程が行われる。ラインヘッド２００の下方には、ヘッドキャップ９１が配置されているため、ノズル孔２０１から吐出された液滴は、ヘッドキャップ９１によって回収されて、廃液タンク９６に貯留される。吐出検査部８０から取得された吐出検査の結果は、制御部５００の記憶装置に記憶される。吐出検査の結果には、異常が検出されたノズル孔２０１のノズル識別情報が含まれる。
【００４５】
その後、ステップＳ１６０にて、制御部５００は、造形された三次元造形物ＯＢの中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定する。この工程のことを品質判定工程とも呼ぶ。ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合には、例えば、ノズル孔２０１から所期の液滴が吐出されずに、造形された三次元造形物ＯＢに空隙が生じている可能性がある。そのため、制御部５００は、図７のステップＳ２９０の各吐出検査工程や、図４のステップＳ１５５の吐出検査工程における吐出検査において、複数のノズル孔２０１のうちの少なくとも１つからの吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の三次元造形物ＯＢの中に低品質な三次元造形物が含まれると判断する。
【００４６】
本実施形態では、制御部５００は、造形物識別情報とノズル識別情報とを関連付けて記憶している。制御部５００は、異常が検出されたノズル孔２０１のノズル識別情報を記憶している。そのため、ステップＳ１６０の品質判定工程において、制御部５００は、造形物識別情報とノズル識別情報とを用いて、低品質ではない三次元造形物の個数、換言すれば、良品の個数を算出でき、かつ、低品質な三次元造形物の識別情報を特定できる。例えば、４階層目の三次元造形物ＯＢの造形が完了した後に行われた吐出検査では、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出されず、５階層目の三次元造形物ＯＢの造形が完了した後に行われた吐出検査では、ノズル識別情報「Ｎ１００」で表されたノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合、５階層目の三次元造形物ＯＢのうち、造形物識別情報「Ｍ５１１」、「Ｍ５２１」、「Ｍ５３１」、「Ｍ５４１」で表された三次元造形物ＯＢについては、異常が検出されたノズル識別情報「Ｎ１００」で表されたノズル孔２０１が造形に用いられたため、低品質な三次元造形物ＯＢであると判断される。制御部５００は、造形が予定されていた三次元造形物ＯＢの個数である８０個から、低品質な三次元造形物ＯＢの個数である４個を差し引いた、７６個が良品の個数であると算出する。本実施形態では、制御部５００は、情報処理装置２０の表示部に三次元造形物ＯＢの品質についての判定結果を表示させる。
【００４７】
図８は、三次元造形物ＯＢの品質についての判定結果の一例を示す説明図である。本実施形態では、良品の個数と、造形された三次元造形物ＯＢの総数と、低品質な三次元造形物であると判断された三次元造形物ＯＢの造形物識別情報とが表示される。図８に示した例では、造形が予定されていた三次元造形物ＯＢの総数である８０個のうち、良品の個数が７６個であることと、造形物識別情報「Ｍ５１１」、「Ｍ５２１」、「Ｍ５３１」、「Ｍ５４１」で表された４個の三次元造形物ＯＢが低品質な三次元造形物ＯＢであることとが表示されている。
【００４８】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１０によれば、制御部５００が造形工程の後と途中とにノズル孔２０１からの液滴の吐出状態を検査し、検査の結果を用いて造形工程にて造形された複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定する。そのため、複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを容易に判定することができるので、判定のための手間を軽減できる。特に、本実施形態では、制御部５００が造形物識別情報とノズル識別情報とを関連付けて記憶するので、造形された複数の三次元造形物の中から、異常がされたノズル孔２０１を用いて造形された低品質な三次元造形物を特定できる。
【００４９】
また、本実施形態では、制御部５００が造形工程に先立って事前吐出検査工程を行い、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合には、制御部５００が造形工程の開始を取りやめることができる。そのため、造形工程において、低品質な三次元造形物が造形されることを未然に防ぐことができる。
【００５０】
また、本実施形態では、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合には、制御部５００が吸引部９０を制御することによって、ノズル孔２０１から液体を排出させて、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態の異常からの回復を図る吐出回復工程が行われる。そのため、ノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合であっても、異常の解消を図ることができるので、異常が検出されたノズル孔２０１を用いて低品質な三次元造形物が造形され続けることを抑制できる。
【００５１】
また、本実施形態では、造形工程の途中でノズル孔２０１からの液滴の吐出状態に異常が検出された場合には、制御部５００が、その後に行われる造形工程にて、異常が検出されたノズル孔２０１を用いて造形する予定であった三次元造形物の造形を中止する。そのため、異常が検出されなかったノズル孔２０１を用いて低品質な三次元造形物の造形が継続されることによる液体の無駄な消費を抑制できる。
【００５２】
また、本実施形態では、１階層分の三次元造形物の造形が終了してから、次の階層の三次元造形物の造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われるように、吐出検査のタイミングが設定される。そのため、吐出検査工程が行われる頻度を適切に確保しつつ、吐出検査工程によって造形工程が長期化することを抑制できる。
【００５３】
尚、本実施形態では、粉体として、粉末状のステンレス鋼が用いられたが、上述したとおり、粉体として用いられる材料は、例えば、金属材料、セラミック材料、樹脂材料、複合材料、木材、ゴム、皮革、カーボン、ガラス、生体適合材料、磁性材料、石膏、砂などの種々の材料を用いることができる。粉体としては、三次元造形物を造形後に、焼結処理が可能な金属材料やセラミック材料が用いられることが好ましい。焼結処理によって、三次元造形物の機械的強度を向上させることができるためである。
【００５４】
金属材料としては、鉄鋼材料が用いられてもよいし、非鉄金属材料が用いられてもよい。金属材料には、合金が用いられてもよい。一種類の金属材料が用いられてもよく、二種類以上の金属材料が組み合わされて用いられてもよい。金属材料は、例えば、後述する熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされてもよい。金属材料の例を以下に示す。尚、以下に示す金属材料は一例であり、これらに限定されず、種々の金属材料を用いることができる。
＜金属材料の例＞
マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ネオジム（Ｎｄ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。
＜合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
【００５５】
セラミック材料としては、水酸化物セラミックスが用いられてもよいし、非水酸化物セラミックスが用いられてもよい。一種類のセラミック材料が用いられてもよく、二種類以上のセラミック材料が組み合わされて用いられてもよい。セラミック材料は、例えば、後述する熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされてもよい。セラミック材料の例を以下に示す。尚、以下に示すセラミック材料は一例であり、これらに限定されず、種々のセラミック材料を用いることができる。
＜セラミック材料の例＞
二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックス。窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などの非酸化物セラミックス。
【００５６】
樹脂材料としては、熱可塑性樹脂が用いられてもよいし、熱硬化性樹脂が用いられてもよい。一種類の樹脂材料が用いられてもよく、二種類以上の樹脂材料が組み合わされて用いられてもよい。樹脂材料の例を以下に示す。尚、以下に示す樹脂材料は一例であり、これらに限定されず、種々の樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの特殊エンジニアリングプラスチック。
＜熱硬化性樹脂材料の例＞
フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ポリウレタン（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）。
【００５７】
また、結合液には、例えば、溶媒、顔料、染料等の各種着色剤、分散剤、界面活性剤、重合開始剤、重合促進剤、浸透促進剤、湿潤剤（保湿剤）、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、フィラー、凝集防止剤、消泡剤などが含まれてもよい。
＜溶媒の例＞
溶媒としては、例えば、水、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類や、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類や、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が用いられる。これらのうちの一種類が溶媒として用いられてもよく、二種類以上が組み合わされて溶媒として用いられてもよい。
【００５８】
Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上述した実施形態の品質判定方法では、事前吐出検査工程が行われる。これに対して、品質判定方法では、事前吐出検査工程が行われなくてもよい。この場合、図４のステップＳ１３５からステップＳ１５０までの処理が行われずに、ステップＳ１３０の後、ステップＳ２００が行われてもよい。
【００５９】
（Ｂ２）上述した実施形態の品質判定方法において、制御部５００は、造形物識別情報と、造形物識別情報によって識別される三次元造形物ＯＢの造形に用いられるノズル孔２０１を識別するためのノズル識別情報とを関連付けて記憶する。これに対して、制御部５００は、造形物識別情報と、造形物識別情報によって識別される三次元造形物ＯＢの造形に用いられるノズル孔２０１を識別するためのノズル識別情報とを関連付けて記憶しなくてもよい。この場合であっても、制御部５００は、造形された複数の三次元造形物ＯＢの中に低品質な三次元造形物ＯＢが含まれるか否かを判断できる。
【００６０】
（Ｂ３）上述した実施形態の品質判定方法において、造形工程の途中に行われる吐出検査工程にて吐出状態の異常が検出された場合、制御部５００は、その後の造形工程にて、異常が検出されたノズル孔２０１を用いて行われる三次元造形物ＯＢの造形を中止しつつ、造形工程を継続する。これに対して、制御部５００は、吐出検査工程にて吐出状態の異常が検出された場合であっても、異常が検出されたノズル孔２０１を用いて行われる三次元造形物ＯＢの造形を中止しなくてもよい。
【００６１】
（Ｂ４）上述した実施形態の品質判定方法において、造形工程の途中に行われる吐出検査工程にて吐出状態の異常が検出された場合、制御部５００は、吸引部９０を制御して、吐出状態の異常の回復を図ってもよい。吐出状態の異常が解消した場合には、造形される良品の個数を増やすことができる。また、制御部５００は、吸引部９０を制御して、吐出状態の異常の回復を図った後、再度、吐出検査工程を行ってから、三次元造形物ＯＢの造形を再開してもよい。
【００６２】
（Ｂ５）上述した実施形態の品質判定方法において、造形工程の途中に行われる吐出検査のタイミングは、同一階層内において、１行分の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、次の行の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に設定されてもよい。この場合、例えば、図５および図６に表した造形物識別情報「Ｍ１１１」から「１１４」までで表される１階層目の１行目の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、造形物識別情報「Ｍ１２１」から「１２４」までで表される１階層目の２行目の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われる。この場合、制御部５００は、例えば、粉体層上における、１行目の三次元造形物ＯＢが造形される領域と、２行目の三次元造形物ＯＢが造形される領域との間の領域に向かってノズル孔２０１から液滴を吐出して、吐出検査を行ってもよい。
【００６３】
（Ｂ６）上述した実施形態の品質判定方法において、造形工程の途中に行われる吐出検査のタイミングは、複数階層分の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、次の階層の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われるように設定されてもよい。例えば、造形物識別情報「Ｍ１１１」から「Ｍ１４４」までで表される１階層目の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、造形物識別情報「Ｍ２１１」から「Ｍ２４４」までで表される２階層目の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われずに、造形物識別情報「Ｍ２１１」から「Ｍ２４４」までで表される２階層目の三次元造形物ＯＢの造形が終了してから、造形物識別情報「Ｍ３１１」から「Ｍ３４４」までで表される３階層目の三次元造形物ＯＢの造形が開始されるまでの間に吐出検査が行われてもよい。
【００６４】
（Ｂ７）上述した実施形態の品質判定方法において、造形工程の途中に行われる吐出検査のタイミングは、吐出検査が行われる間隔が制御部５００に予め記憶された周期を超えないように設定されてもよい。ノズル孔２０１から液滴を吐出してから、次に同じノズル孔２０１から液滴を吐出するまでの吐出周期が長くなると、当該ノズル孔２０１内で液体が増粘して、ノズル孔２０１の目詰まりが生じやすくなる。そのため、吐出検査が行われる間隔がノズル孔２０１の目詰まりが生じやすくなる吐出周期よりも短くなるように、吐出検査が行われるタイミングが設定されてもよい。ノズル孔２０１の目詰まりが生じやすくなる吐出周期は、予め行われる試験によって調べることができる。
【００６５】
（Ｂ８）上述した実施形態の三次元造形装置１０は、造形ユニット１００がＸ方向に沿ってステージ３１上を１往復する間に、ステージ３１上に造形層を１層造形する。これに対して、三次元造形装置１０は、造形ユニット１００がＸ方向に沿ってステージ３１上を１往復する間に、ステージ３１上に造形層を２層造形する形態であってもよい。例えば、図１に表した造形ユニット１００おいて、吐出部１２０の右側に、さらに粉体層形成部１１０が設けられ、吐出部１２０の左側に、さらに硬化エネルギー供給部１３０が設けられることによって、造形ユニット１００がＸ方向に沿ってステージ３１上を１往復する間に、ステージ３１上に造形層を２層造形することができる。
【００６６】
（Ｂ９）上述した実施形態の三次元造形装置１０は、ノズル孔２０１から結合液の液滴を吐出して三次元造形物を造形する結合剤噴射方式である。これに対して、三次元造形装置１０は、ノズル孔２０１から造形液の液滴を吐出して三次元造形物を造形する材料噴射方式であってもよい。造形液とは、三次元造形物の材料が含まれる液体のことを意味する。造形液に含まれる材料として、例えば、粒子状の、金属材料や、セラミック材料や、樹脂材料などの種々の材料を用いることができる。尚、この場合、造形ユニット１００には、粉体層形成部１１０が設けられていなくてもよい。
【００６７】
造形液に含まれる金属材料としては、鉄鋼材料が用いられてもよいし、非鉄金属材料が用いられてもよい。金属材料には、合金が用いられてもよい。一種類の金属材料が用いられてもよく、二種類以上の金属材料が組み合わされて用いられてもよい。金属材料は、例えば、後述する熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされてもよい。金属材料の例を以下に示す。尚、以下に示す金属材料は一例であり、これらに限定されず、種々の金属材料を用いることができる。
＜金属材料の例＞
マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ネオジム（Ｎｄ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。
＜合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
【００６８】
造形液に含まれるセラミック材料としては、水酸化物セラミックスが用いられてもよいし、非水酸化物セラミックスが用いられてもよい。一種類のセラミック材料が用いられてもよく、二種類以上のセラミック材料が組み合わされて用いられてもよい。セラミック材料は、例えば、後述する熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされてもよい。セラミック材料の例を以下に示す。尚、以下に示すセラミック材料は一例であり、これらに限定されず、種々のセラミック材料を用いることができる。
＜セラミック材料の例＞
二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックス。窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などの非酸化物セラミックス。
【００６９】
造形液に含まれる樹脂材料としては、熱可塑性樹脂が用いられてもよいし、熱硬化性樹脂が用いられてもよい。一種類の樹脂材料が用いられてもよく、二種類以上の樹脂材料が組み合わされて用いられてもよい。樹脂材料の例を以下に示す。尚、以下に示す樹脂材料は一例であり、これらに限定されず、種々の樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの特殊エンジニアリングプラスチック。
＜熱硬化性樹脂材料の例＞
フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ポリウレタン（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）。
【００７０】
また、造形液には、例えば、溶媒、顔料、染料等の各種着色剤、分散剤、界面活性剤、重合開始剤、重合促進剤、浸透促進剤、湿潤剤（保湿剤）、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、フィラー、凝集防止剤、消泡剤などが含まれてもよい。
＜溶媒の例＞
溶媒としては、例えば、水、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類や、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類や、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が用いられる。これらのうちの一種類が溶媒として用いられてもよく、二種類以上が組み合わされて溶媒として用いられてもよい。
【００７１】
Ｃ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００７２】
（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形物の品質判定方法が提供される。この三次元造形物の品質判定方法は、第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有する吐出部とステージとの相対位置を前記第１方向に交差する第２方向に変化させつつ、前記ノズル孔から前記ステージに向かって液体を吐出して、複数の前記三次元造形物を造形する造形工程と、前記造形工程の後または途中に、前記ノズル孔からの前記液体の吐出状態を検査する吐出検査工程と、前記吐出検査工程において複数の前記ノズル孔のうちの少なくとも１つの前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の前記三次元造形物の中に、低品質な前記三次元造形物が含まれると判定する品質判定工程と、を有する。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、ノズル孔からの液体の吐出状態の検査結果を用いて、造形された複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを容易に判定することができる。そのため、複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定するための手間を軽減できる。
【００７３】
（２）上記形態の三次元造形物の品質判定方法は、前記造形工程に先立って、前記ノズル孔からの前記吐出状態を検査する事前吐出検査工程と、前記事前吐出検査工程における検査の結果を用いて、前記造形工程を開始するか否かを判定する開始判定工程と、を有してもよい。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、低品質な三次元造形物が造形されることを未然に防ぐことができる。
【００７４】
（３）上記形態の三次元造形物の品質判定方法は、前記吐出検査工程において前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、異常が検出された前記ノズル孔からの前記吐出状態を回復するための吐出回復工程を有してもよい。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、ノズル孔からの液体の吐出状態を正常に戻すことができるため、低品質な三次元造形物が造形され続けることを抑制できる。
【００７５】
（４）上記形態の三次元造形物の品質判定方法は、前記吐出検査工程は、前記造形工程の途中に行われ、前記吐出検査工程において前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合に、前記吐出検査工程よりも後の前記造形工程において、異常が検出された前記ノズル孔を用いて行われる前記三次元造形物の造形を中止してもよい。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、低品質な三次元造形物の造形を中止することができるため、液体の無駄な消費を抑制できる。
【００７６】
（５）上記形態の三次元造形物の品質判定方法は、前記吐出検査工程に先立って、前記三次元造形物を識別するための造形物識別情報と、前記造形物識別情報によって識別される前記三次元造形物の造形に用いられる前記ノズル孔を識別するためのノズル識別情報とを関連付けて記録し、前記吐出検査工程において、前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、異常が検出された前記ノズル孔の前記ノズル識別情報を記録し、前記品質判定工程において、前記造形物識別情報と前記ノズル識別情報とを用いて、造形された複数の前記三次元造形物の中から前記低品質な前記三次元造形物を特定してもよい。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、複数の三次元造形物の中から、低品質な三次元造形物を特定することができる。
【００７７】
（６）上記形態の三次元造形物の品質判定方法は、前記造形工程において、前記第１方向に交差し、かつ、前記第２方向に交差する第３方向に沿って複数の前記三次元造形物を造形する場合に、前記吐出検査工程は、一の前記三次元造形物の造形を終了してから前記第３方向に隣接する他の前記三次元造形物の造形を開始するまでの間に行われてもよい。
この形態の三次元造形物の品質判定方法によれば、吐出検査工程が行われる頻度を適切に確保しつつ、吐出検査工程によって造形工程が長期化することを抑制できる。
【００７８】
（７）本開示の第２の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、第１方向に沿って配列された複数のノズル孔を有し、前記ノズル孔からステージに向かって液体を吐出する吐出部と、前記第１方向に交差する第２方向に、前記吐出部と前記ステージとの相対位置を変化させる移動部と、前記ノズル孔からの前記液体の吐出状態の異常を検査するための吐出検査部と、前記吐出部と前記移動部と前記吐出検査部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動部を制御して前記相対位置を変化させつつ、前記吐出部を制御して前記ノズル孔から前記液体を吐出して、複数の三次元造形物を造形する造形処理と、前記造形処理の後または途中に、前記吐出検査部を制御して前記ノズル孔からの前記吐出状態を検査する吐出検査処理と、前記吐出検査処理において複数の前記ノズル孔のうちの少なくとも１つの前記ノズル孔からの前記吐出状態に異常が検出された場合、造形された複数の前記三次元造形物の中に、低品質な前記三次元造形物が含まれると判定する品質判定処理と、を行う。
この形態の三次元造形装置によれば、制御部が、ノズル孔からの液体の吐出状態の検査結果を用いて、造形された複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定する。そのため、複数の三次元造形物の中に低品質な三次元造形物が含まれるか否かを判定するための手間を軽減できる。
【００７９】
本開示は、三次元造形物の品質判定方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形装置や三次元造形装置の制御方法や三次元造形物の製造方法等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…三次元造形装置、２０…情報処理装置、３０…造形槽部、３１…ステージ、３２…枠体、３３…昇降機構、４０…粉体回収部、５０…移動機構、８０…吐出検査部、８１…カメラ、９０…吸引部、９１…ヘッドキャップ、９２…キャップ昇降機構、９５…吸引ポンプ、９６…廃液タンク、９９…チューブ、１００…造形ユニット、１１０…粉体層形成部、１１１…粉体供給部、１１２…平坦化部、１２０…吐出部、１２１…液体供給部、１３０…硬化エネルギー供給部、２００…ラインヘッド、２０１…ノズル孔、２１０…第１ヘッド、２２０…第２ヘッド、２３０…第３ヘッド、２４０…第４ヘッド、５００…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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