(57)【要約】【課題】安全性を向上させる。【解決手段】立体造形装置は、造形材料を吐出する吐出手段の温度を検出する温度検出部と、造形材料が収納された箱部を取り付け可能な取付部と、箱部に設けられた所定の部材の数に基づいて、吐出手段が過昇温か否かを判定する基準温度を設定する設定部と、吐出手段の温度と、基準温度と、に基づいて、造形材料を加熱する熱源の電源を遮断する電源遮断部と、を備え、取付部に取り付けられた、箱部に設けられた所定の部材の数は、箱部に収納された造形材料の融点が、他の箱部に収納された他の造形材料の融点より高い場合に、当該他の箱部に設けられた所定の部材の数と比べて多くなり、設定部は、箱部が取付部に取り付けられた時に、取付部に他の箱部が取り付けられた場合と比べて、基準温度を高く設定する。【選択図】図３
2020142463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形材料を吐出する吐出手段の温度を検出する温度検出部と、
前記造形材料が収納された箱部を取り付け可能な取付部と、
前記箱部に設けられた所定の部材の数に基づいて、前記吐出手段が過昇温か否かを判定する基準温度を設定する設定部と、
前記吐出手段の温度と、前記基準温度と、に基づいて、前記造形材料を加熱する熱源の電源を遮断する電源遮断部と、を備え、
前記箱部に収納された前記造形材料の融点が、他の箱部に収納された他の造形材料の融点より高い場合に、前記取付部に取り付けられた、前記箱部に設けられた前記所定の部材の数は、当該他の箱部に設けられた前記所定の部材の数と比べて多くなり、
前記設定部は、前記箱部が前記取付部に取り付けられた時に、前記取付部に前記他の箱部が取り付けられた場合と比べて、前記基準温度を高く設定する、
立体造形装置。
【請求項２】
前記温度検出部は、前記吐出手段の温度に応じて電圧が高くなるように組んだ回路を含み、
前記設定部は、前記箱部に設けられた前記所定の部材の数が多くなるに従って出力する電圧が高くなるように組んだ回路を含み、
前記温度検出部から出力された、前記吐出手段の温度を示す電圧が、前記設定部から出力された、前記基準温度を示す電圧により高いか否かを判定するコンパレータを、
さらに備える、請求項１に記載の立体造形装置。
【請求項３】
前記箱部に設けられた前記所定の部材は、突起である、
請求項１または２に記載の立体造形装置。
【請求項４】
前記設定部は、抵抗と、前記取付部に前記箱部が取り付けられた場合に当該箱部に設けられた前記突起によって押下されると通電状態となるスイッチと、を並列に接続した回路を、前記箱部に設けることが可能な突起の数だけ設けられている、
請求項３に記載の立体造形装置。
【請求項５】
造形材料を吐出する吐出手段の温度を検出する温度検出ステップと、
前記造形材料が収納された箱部を取り付け可能な取付部に当該箱部が取り付けられた場合に、前記箱部に設けられた所定の部材の数に基づいて、前記吐出手段が過昇温か否かを判定する基準温度を設定する設定ステップと、
前記吐出手段の温度と、前記基準温度と、に基づいて、前記造形材料を加熱する熱源の電源を遮断する電源遮断ステップと、を有し、
前記箱部に収納された前記造形材料の融点が、他の箱部に収納された他の造形材料の融点より高い場合に、前記取付部に取り付けられた、前記箱部に設けられた前記所定の部材の数は、当該他の箱部に設けられた前記所定の部材の数と比べて多くなり、
前記設定ステップは、前記箱部が前記取付部に取り付けられた時に、前記取付部に前記他の箱部が取り付けられた場合と比べて、前記基準温度を高く設定する、
立体造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形装置、及び立体造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
造形物を多品種少量生産可能な装置として、３Ｄプリンタが普及しつつある。３Ｄプリンタでは、造形材料ごとに吐出手段の温度を変える必要がある。
【０００３】
造形材料の温度を判断する技術として、特許文献１には、カートリッジの形状や構造を造形材料の種類ごとに変えておき、カートリッジの形状や構造を検知することで造形材料の種類を判断することが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カートリッジの形状や構造に不具合が生じていた場合に、カートリッジに収納されていた造形材料の種類の特定に間違いが生じる。このような場合、造形材料の種類に対応していない温度調整がされるため、造形材料の温度が過上昇する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形材料が過昇温されることを抑止し、安全性を向上させる立体造形装置、及び立体造形方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの実施形態に係る立体造形装置は、造形材料を吐出する吐出手段の温度を検出する温度検出部と、造形材料が収納された箱部を取り付け可能な取付部と、箱部に設けられた所定の部材の数に基づいて、吐出手段が過昇温か否かを判定する基準温度を設定する設定部と、吐出手段の温度と、基準温度と、に基づいて、造形材料を加熱する熱源の電源を遮断する電源遮断部と、を備え、箱部に収納された造形材料の融点が、他の箱部に収納された他の造形材料の融点より高い場合に、取付部に取り付けられた、箱部に設けられた所定の部材の数は、当該他の箱部に設けられた所定の部材の数と比べて多くなり、設定部は、箱部が取付部に取り付けられた時に、取付部に他の箱部が取り付けられた場合と比べて、基準温度を高く設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、造形材料が過昇温されることを抑止できるため、安全性を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態にかかる立体造形装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる立体造形装置における吐出モジュールの断面を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる立体造形装置のハードウェア構成図である。
【図４】図４は、実施形態にかかるフィラメントが格納されたカートリッジを表した３面図である。
【図５】図５は、実施形態にかかるカートリッジに設けられた突起の数と、当該カートリッジに格納されたフィラメントの融点と、の関係を例示した図である。
【図６】図６は、実施形態にかかるリレー回路を制御するまでの具体的な構成を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、立体造形装置、及び立体造形方法の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。  
【００１０】
（実施形態）
一実施形態として、熱溶解積層法（ＦＦＦ(Fused  Filament  Fabrication)）により立体造形物を造形する立体造形装置への適用例を示す。なお、以下に示す実施形態は、造形方式を熱溶解積層法（ＦＦＦ）に限定するものではない。その他にも、任意の造形方式で立体造形物を造形する立体造形装置に適用してよい。
【００１１】
図１は、一実施形態にかかる立体造形装置の構成を示す模式図である。図２は、図１の立体造形装置における吐出モジュールの断面を示す模式図である。立体造形装置１は、射出成形では金型が複雑になる、あるいは、成形できないような立体造形物を造形することができる。
【００１２】
立体造形装置１は、筐体２と、カートリッジ取付部５（取付部の一例）と、を備えている。
【００１３】
筐体２の内部は、立体造形物Ｍを造形するための処理空間を有している。筐体２の内部には載置台としての造形テーブル３が設けられており、造形テーブル３上に立体造形物Ｍが造形される。
【００１４】
造形には、造形材料として熱可塑性樹脂をマトリックスとした樹脂組成物からなる長尺のフィラメントＦが用いられる。フィラメントＦは、細長いワイヤー形状の固体の造形材料とする。本実施形態は、造形材料としてフィラメントＦを用いた例について説明するが、本実施形態は、造形材料をフィラメントＦに制限するものではなく、立体造形物の造形に適用可能であればよい。
【００１５】
カートリッジ取付部５は、フィラメントＦが格納されたカートリッジ５０を取り付け可能とする。また、カートリッジ取付部５には、カートリッジ５０に設けられた突起５１に対応した位置に、凹部が設けられている。そして、当該凹部内には、突起５１で押下されるスイッチが格納されている。カートリッジ５０に設けられた突起５１は後述する。
【００１６】
図１では、説明を容易にするために、カートリッジ取付部５を一つ設けた例について説明するが、カートリッジ取付部５を一つ設けた例に制限するものではなく、複数設けてもよい。また、カートリッジ５０は、フィラメントＦ（造形材料）が収納された箱部の一例を示したものとする。
【００１７】
また、カートリッジ５０内部には、リール４が設けられている。リール４は、フィラメントＦの駆動手段であるエクストルーダ１１の回転に引っ張られることで、大きく抵抗力を働かせることなく自転する。
【００１８】
筐体２の内部の造形テーブル３の上方には、造形材料吐出部材としての吐出モジュール１０（造形ヘッド）が設けられている。吐出モジュール１０は、エクストルーダ１１、冷却ブロック１２、フィラメントガイド１４、加熱ブロック１５、吐出ノズル１８、およびその他の部品によってモジュール化されている。フィラメントＦは、エクストルーダ１１によって引き込まれることで、立体造形装置１の吐出モジュール１０へ供給される。
【００１９】
加熱ブロック１５は、ヒータなどの熱源１６と、ヒータの温度を制御するためのサーミスタ１７と、を有し、移送路を介して、吐出モジュール１０に供給されたフィラメントＦを加熱溶融させて、吐出ノズル１８へ供給する。
【００２０】
サーミスタ１７は、溶融したフィラメントＦを吐出する吐出ノズル１８の温度を検出する。本実施形態は、サーミスタ１７を温度検出部として用いた例とするが、吐出ノズル１８の温度を検出可能であればどのような構成を用いてもよく、例えば熱電対を用いてもよい。
【００２１】
冷却ブロック１２は、加熱ブロック１５の上部に設けられる。冷却ブロック１２は、冷却源１３を有し、フィラメントを冷却する。これにより、冷却ブロック１２は、溶融したフィラメントＦＭの吐出モジュール１０内の上部への逆流、フィラメントを押し出す抵抗の増大、あるいは、フィラメントの固化による移送路内での詰まりを防ぐ。加熱ブロック１５と冷却ブロック１２との間には、フィラメントガイド１４が設けられている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、吐出モジュール１０の下端部に、造形材料であるフィラメントＦを吐出する吐出ノズル１８が設けられている。吐出ノズル１８は、加熱ブロック１５から供給された溶融状態あるいは半溶融のフィラメントＦＭを造形テーブル３上に線状に押し出すようにして吐出する。吐出されたフィラメントＦＭは、冷却固化されて所定の形状の層が形成される。さらに、吐出ノズル１８は、形成した層に、溶融状態あるいは半溶融状態のフィラメントＦＭを、線状に押し出すようにして吐出する操作を繰り返すことで、新たな層を積み上げて積層させる。これにより、立体造形物が得られる。
【００２３】
本実施形態では、吐出モジュール１０に２つの吐出ノズルが設けられている。第一の吐出ノズルは、立体造形物を構成するモデル材のフィラメントを溶融して吐出し、第二の吐出ノズルは、サポート材のフィラメントを溶融して吐出する。なお、図１において、第一の吐出ノズルの奥側に第二の吐出ノズルが配置されている。なお、吐出ノズルの数は２個に限らず任意である。
【００２４】
第二の吐出ノズルから吐出されるサポート材は、通常、立体造形物を構成するモデル材とは異なる材料である。サポート材により形成されるサポート部は、最終的にはモデル材により形成されるモデル部から除去される。サポート材のフィラメントおよびモデル材のフィラメントは、それぞれ、加熱ブロック１５にて溶融され、それぞれの吐出ノズル１８から押し出されるように吐出されて、層状に順次積層される。
【００２５】
また、立体造形装置１には、吐出モジュール１０により形成中の層の下層を加熱する加熱モジュール２０が設けられている。加熱モジュールには、レーザを照射するレーザ光源２１が設けられている。レーザ光源２１は、下層におけるフィラメントＦＭが吐出される直前の位置にレーザを照射する。レーザ光源としては、特に限定されないが、半導体レーザが例示され、レーザの照射波長としては、４４５ｎｍが例示される。
【００２６】
吐出モジュール１０および加熱モジュール２０は、装置左右方向（図１中の左右方向＝Ｘ軸方向）に延びるＸ軸駆動軸３１（Ｘ軸方向）に対し、連結部材を介して、スライド移動可能に保持されている。吐出モジュール１０は、Ｘ軸駆動モータ３２の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。
【００２７】
Ｘ軸駆動モータ３２は、装置前後方向（図１中の奥行方向＝Ｙ軸方向）に延びるＹ軸駆動軸（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動軸３１がＸ軸駆動モータ３２ごとＹ軸駆動モータ３３の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、吐出モジュール１０および加熱モジュール２０はＹ軸方向に移動する。
【００２８】
一方、造形テーブル３は、Ｚ軸駆動軸３４、及び、ガイド軸３５に通され、装置上下方向（図１中の上下方向＝Ｚ軸方向）に延びるＺ軸駆動軸３４に沿って移動可能に保持されている。造形テーブル３は、Ｚ軸駆動モータ３６の駆動力により、装置上下方向（Ｚ軸方向）へ移動する。造形テーブル３には、積載された造形物を加熱するための加熱部が設けられていてもよい。
【００２９】
吐出モジュール１０には、熱源１６のような加熱機構が備わっている。本実施形態は、吐出モジュール１０に設けたノズル温度検出機構（サーミスタ１７）からの温度情報をもとに熱源１６を制御する。従来から、熱源１６の制御に不具合が生じた場合でも、過昇温させないように過昇温防止機能を準備するのが一般的である。過昇温防止機能として、サーモスタットや温度ヒューズによる電源遮断が一般的に用いられているが、使用する樹脂材料を交換するたびに温度ヒューズやサーモスタットを交換するというのは現実的ではない。そこで、本実施形態においては、下記に示す電源遮断手段を提案する。
【００３０】
図３は、一実施形態にかかる立体造形装置のハードウェア構成図である。立体造形装置１は、制御部１００を有する。制御部１００は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)あるいは回路などによって構築されており、図３に示すように各部と電気的に接続されている。
【００３１】
立体造形装置１には、吐出モジュール１０のＸ軸方向位置を検知するＸ軸座標検知機構が設けられている。Ｘ軸座標検知機構の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＸ軸駆動モータ３２の駆動を制御して、吐出モジュール１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。
【００３２】
立体造形装置１には、吐出モジュール１０のＹ軸方向位置を検知するＹ軸座標検知機構が設けられている。Ｙ軸座標検知機構の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＹ軸駆動モータ３３の駆動を制御して、吐出モジュール１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。
【００３３】
立体造形装置１には、造形テーブル３のＺ軸方向位置を検知するＺ軸座標検知機構が設けられている。Ｚ軸座標検知機構の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＺ軸駆動モータ３６の駆動を制御して、造形テーブル３を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。
【００３４】
このように、制御部１００は、吐出モジュール１０および造形テーブル３の移動を制御することにより、吐出モジュール１０および造形テーブル３の相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させる。
【００３５】
フィラメントの溶融吐出を経時で続けると、吐出ノズル１８周辺部が溶融した樹脂で汚れることがある。これに対して、立体造形装置１に設けられたクリーニングブラシ３７により、吐出ノズル１８周辺部に対し定期的にクリーニング動作を行うことで、吐出ノズル１８の先端に樹脂が固着することを防ぐことができる。好ましくは、クリーニング動作は、固着防止の観点から、樹脂の温度が下がりきらないうちに実行されることが好ましい。この場合、クリーニングブラシ３７は、耐熱性部材からなることが好ましい。クリーニング動作時に生じる研磨粉については、立体造形装置１に設けられたダストボックス３８に集積させて、定期的に捨ててもよいし、あるいは吸引路を設けて、外部へ排出させてもよい。
【００３６】
さらに、制御部１００は、吐出ノズル１８、加熱ブロック１５の熱源１６、冷却ブロック１２の冷却源１３、エクストルーダ１１、レーザ光源２１の各駆動部に制御信号を送信することで、これらの駆動を制御する。
【００３７】
カートリッジ取付部５には、温度設定部（設定部の一例）１０２が設けられている。そして、温度設定部１０２は、カートリッジ取付部５に取り付けられたカートリッジ５０に設けられた突起５１の数に応じて、過昇判定温度を設定する。過昇判定温度とは、カートリッジ５０に格納されたフィラメントＦに応じて吐出ノズル１８が過昇温か否かを判定する基準温度とする。そして、温度設定部１０２は、過昇判定温度を表す電圧をコンパレータ１０１に出力する。
【００３８】
さらに、立体造形装置１は、コンパレータ１０１を有する。コンパレータ１０１は、加熱ブロック１５に設けられたサーミスタ１７から、吐出ノズル１８の温度が電圧として表された電流を受け付ける。また、コンパレータ１０１は、カートリッジ取付部５に設けられた、温度設定部１０２から、過昇判定温度（基準温度）が電圧として表された電流を受け付ける。そして、コンパレータ１０１は、吐出ノズル１８の温度を表す電圧が、温度設定部１０２から出力された、過昇判定温度（基準温度）を表す電圧より高いか否かを判定する。そして、コンパレータ１０１は、判定結果に基づいて、リレー回路１０３を制御する。なお、本実施形態は、過昇判定温度（基準温度）を表す電圧より高いか否かを判定する機構として、コンパレータ１０１を用いた例について説明したが、過昇判定温度（基準温度）を表す電圧より高いか否かを判定する機構として、他の機構を用いてもよい。
【００３９】
リレー回路１０３は、フィラメントＦを溶融させる熱源１６に電力を供給する電源を遮断する電源遮断部として機能している。つまり、リレー回路１０３は、コンパレータ１０１の判定結果を用いることで、吐出ノズル１８の温度と、過昇判定温度（基準温度）と、に基づいて、フィラメントＦを溶融させる熱源１６の電源を遮断できる。本実施形態は、電源遮断機構の一例として、リレー回路１０３を適用したものであって、電源を遮断可能な機構であれば、どのような機構を用いてもよい。
【００４０】
図４は、フィラメントが格納されたカートリッジ５０を表した３面図である。図４に示されるように、カートリッジ５０は、突起５１と、取っ手５２と、が設けられている。図４に示されるように、カートリッジ５０内のリール４には、フィラメントＦが巻きまわされた状態でセットされている。本実施形態は、造形材料が収納された箱部の一例として、カートリッジ５０を適用した例とする。また、カートリッジ５０には、フィラメントＦを出力するための穴部５３が設けられている。
【００４１】
本実施形態で用いるフィラメントＦは、細長いワイヤー形状の固体材料とする。本実施形態は、造形材料の一例として、フィラメントを用いた例を示したものであり、造形材料をフィラメントに制限するものではなく、立体造形装置１に用いられる様々な造形材料に適用可能とする。
【００４２】
本実施形態においては、カートリッジ５０を、立体造形装置１のカートリッジ取付部５に取り付けることで、フィラメントＦを供給可能となる。
【００４３】
カートリッジ５０には、突起５１が設けられている。突起５１の数は、カートリッジ５０に収納されたフィラメントＦの種類に応じて異なる。本実施形態は、フィラメントＦの種類を判別するために、フィラメントＦの融点に応じて突起の数を異ならせる例とする。
【００４４】
図５は、カートリッジ５０に設けられた突起の数と、当該カートリッジ５０に格納されたフィラメントＦの融点と、の関係を例示した図である。図５に示されるように、カートリッジ５０に格納されたフィラメントＦの融点が低くなるにしたがって、当該カートリッジ５０に設けられた突起の数が少なくなる。つまり、本実施形態では、カートリッジ５０に設けられた突起の数を検知できた場合に、当該カートリッジ５０に格納されたフィラメントの融点を把握できる。
【００４５】
なお、本実施形態では、カートリッジ５０にフィラメントの融点に応じて突起５１の数を設ける例について説明したが、突起５１に制限するものではなく、フィラメントの融点に応じて異なる数の部材を設ければよい。
【００４６】
図５に示される例では、突起がないカートリッジ５０Ａに格納されたフィラメントの融点が最も低く、突起が１個のカートリッジ５０Ｂ、突起が２個のカートリッジ５０Ｃ、突起が３個のカートリッジ５０Ｄ、突起が４個のカートリッジ５０Ｅと突起が多くなるにしたがって、格納されているフィラメントの融点が高くなる。換言すれば、カートリッジ５０に収納されたフィラメントの融点が、他のカートリッジに収納された他のフィラメントの融点より高い場合に、カートリッジ取付部５に取り付けられた、カートリッジ５０に設けられた突起（部材）の数は、当該他のカートリッジに設けられた突起の数と比べて多くなる。そして、温度設定部１０２は、カートリッジ５０がカートリッジ取付部５に取り付けられた場合に、カートリッジ取付部５に他のカートリッジが取り付けられた場合と比べて、過昇判定温度（基準温度）を高く設定する。
【００４７】
次に、温度設定部１０２を含めた具体的な構成について説明する。図６は、リレー回路１０３を制御するまでの具体的な構成を例示した図である。図６に示されるように、リレー回路１０３を制御するまでの構成は、複数の機構で成り立っている。例えば、温度設定部１０２は、種類検出回路７０３と、判定温度設定回路７０４と、で構成されている。
【００４８】
種類検出回路７０３は、４個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４で構成されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、カートリッジ取付部５にカートリッジ５０が取り付けられた場合に当該カートリッジ５０に設けられた突起５１によって押下されると通電状態となる。
【００４９】
本実施形態においては、カートリッジ５０に格納された材料の種類に応じて、突起５１の数を異ならせているため、換言すれば、種類検出回路７０３は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が押下された数に応じて、カートリッジ５０に格納されたフィラメントの（融点に応じたフィラメント）種類を検出しているともいえる。
【００５０】
判定温度設定回路７０４は、電源７１１と、抵抗Ｒａと、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒｂと、で構成され、カートリッジ５０に設けられた突起５１の数が多くなるに従って出力する電圧が高くなるように組んだ回路である。
【００５１】
種類検出回路７０３及び判定温度設定回路７０４は、コンパレータ１０１に接続された分圧回路であって、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、カートリッジ取付部５にカートリッジ５０が取り付けられた場合に当該カートリッジ５０に設けられた突起によって押下されると通電状態となるスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、を並列に接続した並列回路を、カートリッジ５０に設けることが可能な突起５１の数（本実施形態では４個）だけ設けられている。
【００５２】
図６に示されるように、カートリッジ５０に設けた突起５１が、カートリッジ取付部５のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を押下することで、判定温度設定回路７０４がコンパレータ１０１に出力するリファレンス電圧が変化する。
【００５３】
例えば、突起がないカートリッジ５０Ａの場合、ＳＷ１〜ＳＷ４がオープン（非通電状態）になるので、コンパレータ１０１に出力されるリファレンス電圧Ｖｒ１は、下記の式（１）で算出される値となる。なお、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂは、リファレンス電圧を調整するために設けられた抵抗とする。また、電源７１１の電圧Ｖ１とする。
【００５４】
Ｖｒ１＝（Ｒｂ＊Ｖ１）／（（Ｒａ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＋Ｒｂ）…（１）
【００５５】
ほかの例としては、突起が４個あるカートリッジ５０Ｅの場合、ＳＷ１〜ＳＷ４がクローズ（通電状態）になるので、リファレンス電圧Ｖｒ２は、下記の式（２）で算出される値となる。
【００５６】
Ｖｒ２＝（Ｒｂ＊Ｖ１）／（Ｒａ＋Ｒｂ）…（２）
【００５７】
このように、本実施形態では、カートリッジ５０に設けられた突起５１の数が多くなるほど、リファレンス電圧は高くなり、過昇温判定温度も高くなる。これにより、カートリッジ５０の突起が仮に破損した場合、突起の数が少なくなるため、リファレンス電圧が低くなり、過昇温判定温度が低く設定される。これにより、カートリッジ５０の突起５１が破損等した場合でも、フィラメントが過昇温されることを抑止できるので、安全性を向上させることができる。なお、図６に示される、突起の数とスイッチの数は一例として示したものであって、４個でなくともよい。
【００５８】
このように、本実施形態においては、突起の数に応じて、リファレンス電圧を調整可能となる。これにより、例えば、判定温度設定回路７０４は、融点が約４００℃のフィラメントを使用する場合は、過昇温検知温度として４４０℃を示すリファレンス電圧を出力し、融点が約３００℃のフィラメントを使用する場合は、過昇温検知温度として３４０℃を示すリファレンス電圧を出力できる。
【００５９】
温度検出機構７０１は、電源７２１と、サーミスタ１７と、抵抗Ｒｃと、抵抗Ｒｄと、コンデンサＣ１と、で構成され、吐出ノズル１８の温度に応じて電圧が高くなるように組まれた回路である。
【００６０】
過昇温判断機構７０２は、コンパレータ１０１を備える。コンパレータ１０１は、サーミスタ１７の吐出ノズル１８の温度によって変化するサーミスタ１７から出力される電圧Ｖ２を＋端子で受け付ける。さらに、コンパレータ１０１は、判定温度設定回路７０４から出力されるリファレンス電圧を、−端子で受け付ける。
【００６１】
そして、コンパレータ１０１は、−端子の電圧のほうが大きい場合（＝吐出ノズル１８の温度が過昇温判定温度以下の場合）には特に制御を行わない。一方、コンパレータ１０１は、＋端子の電圧のほうが大きい場合（＝吐出ノズル１８の温度が過昇温判定温度より大きい場合）、リレー回路１０３によって、熱源１６に電力を供給する電源を遮断し、吐出ノズル１８から供給されるフィラメントの過昇温を防止する。
【００６２】
本実施形態においては、上述したように、フィラメントの過昇温を防止するための構成として、ハードウェアで構成する例について説明した。ハードウェアで構成することで、バグやソフト暴走、バージョンアップ時の不具合等による誤動作を抑止し、安全性を向上させることができる。しかしながら、本実施形態は、一例として示したものであって、例えば、一部ソフトウェア構成で実現してもよく、実施対応に応じて適切な構成を用いればよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  立体造形装置
５  カートリッジ取付部
１０  吐出モジュール
１５  加熱ブロック
１６  熱源
１７  サーミスタ
１８  吐出ノズル
５０  カートリッジ（箱部）
５１  突起
１０１  コンパレータ
１０２  温度設定部
１０３  リレー回路
Ｆ  フィラメント
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２０１６−１０７６２９号公報
【図１】
2020142463.tif 000003
【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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