(57)【要約】  本発明は、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正する積層造形制御装置である。この積層造形制御装置は、積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと積層材料を照射する照射部とを有し、積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、照射部から照射光を受けるスキージングブレードの面上における、照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得部と、位置ズレに基づいて、照射部による照射位置を補正する照射位置補正部と、を備える。
2017212619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える積層造形制御装置。
【請求項２】
前記位置ズレ取得手段は、前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて配置された少なくとも２つの光位置センサを有し、前記少なくとも２つの光位置センサの出力に基づいて前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する、請求項１に記載の積層造形制御装置。
【請求項３】
前記位置ズレ取得手段は、前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段とを有し、前記撮像された画像における前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置との位置ズレに基づいて前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する、請求項１に記載の積層造形制御装置。
【請求項４】
前記位置ズレ取得手段は、移動する前記スキージングブレードの異なる位置において少なくとも４つの照射位置の位置ズレを取得し、
前記照射位置補正手段は、前記少なくとも４つの照射位置の位置ズレの情報に基づいて、前記前記照射手段による照射位置を補正する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項５】
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレ取得手段が取得した照射位置の位置ズレの情報に基づいて、全ての照射位置を補正する照射位置座標の補正データを生成して前記照射位置座標に対応付けて記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段を用いて前記前記照射手段による照射位置を補正する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項６】
前記積層造形制御装置は複数の照射手段により並行して前記積層造形物を造形し、
前記位置ズレ取得手段は、前記複数の照射手段の各々による前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得し、
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレに基づいて、前記複数の照射手段の各々による照射位置を補正する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項７】
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替手段を、さらに備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項８】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含む積層造形制御方法。
【請求項９】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる積層造形制御プログラム。
【請求項１０】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える３次元積層造形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元積層造形における光の照射位置を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、光造形装置において、光造形用テーブルに測定点を設け、レーザ光発生装置から照射したレーザ照射位置と測定点とを撮像して、レーザ照射位置と測定点とのズレに基づいて、スキャナ制御部によりガルバノスキャナを制御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２００２−１０３４５９号公報
【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、上記文献に記載の技術は、光造形装置での積層造形前にレーザ照射位置を調整することはできるが、積層造形中の、例えば、機械系の変化、熱変移、姿勢変移などに対応してレーザ照射位置を補正することができなかった。【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御装置は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える。【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御方法は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含む。【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御プログラムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる。【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形システムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段から照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る積層造形制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る積層造形制御部を含む３次元積層造形システムにおける積層造形部の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形システムにおける積層造形制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施形態に係る位置ズレ取得部の機能構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本発明の第２実施形態に係る照射位置補正部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る位置ズレ補正用データベースの構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る位置ズレデータ生成テーブルの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る照射位置座標補正テーブルの構成を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る積層造形制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０Ａ】本発明の第２実施形態に係る積層造形制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明の第２実施形態に係る位置ズレデータ生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０Ｃ】本発明の第２実施形態に係る照射位置補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る積層造形制御部を含む３次元積層造形システムにおける積層造形部の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る３次元積層造形システムにおける積層造形制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る位置ズレ取得部の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る位置ズレデータ生成テーブルの構成を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の第３実施形態に係る位置ズレデータ生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６Ｂ】本発明の第３実施形態に係る撮像画像からの位置ズレ取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る積層造形制御部を含む３次元積層造形システムにおける積層造形部の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての積層造形制御装置１００について、図１を用いて説明する。積層造形制御装置１００は、積層材料を積層造形物１１３の上層に敷き詰めるためのスキージングブレード１１１と積層材料を照射する照射部１１２とを有し、積層造形物１１３を造形する積層造形部１１０を制御する装置である。
【００１４】
図１に示すように、積層造形制御装置１００は、位置ズレ取得部１０１と、照射位置補正部１０２と、を含む。位置ズレ取得部１０１は、照射部１１２から照射光を受けるスキージングブレード１１１の面上における、照射光の照射位置の位置ズレを取得する。照射位置補正部１０２は、位置ズレに基づいて、照射部１１２による照射位置を補正する。
【００１５】
本実施形態によれば、スキージングブレードの面上における照射光の照射位置の位置ズレを取得して、照射部による照射位置を補正することにより、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正することができる。
【００１６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る積層造形制御装置による積層造形について説明する。本実施形態に係る積層造形制御装置は、スキージングブレードの上面に設置された光位置センサの照射光の受光に基づいて、光照射の位置ズレを取得し、位置ズレを照射位置座標の補正による補正する。
【００１７】
《積層造形制御装置の造形概念》
図２は、本実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。図２においては、本実施形態に係る造形状態を明瞭とするため、構成要素の寸法関係は無視して、光位置センサを大きく図示している。なお、図２においては、最小の４点での位置ズレ検出と、９点での位置ズレ検出を示すが、検出点の数は補正精度や費用などを考慮して適切に選択されてよい。
【００１８】
図２の上段は、積層造形面の４隅の点での照射の位置ズレを、スキージングブレード２１０の両端部分に設置した２つの光位置センサ２１１と２１２とで検出して、照射位置補正を行なった例２０１である。上段左は全体が右下方に位置ズレを起こした場合である。本実施形態によれば、２つの光位置センサ２１１と２１２とからの４点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、上段右のように位置ズレが修正される。
【００１９】
図２の中段および下段は、積層造形面の９点での照射の位置ズレを、スキージングブレード２１０の両端部分と中央部分とに設置した３つの光位置センサ２１１〜２１３とで検出して、照射位置補正を行なった例２０２である。中段左は左上を中心に全体が時計回りに回転した位置ズレを起こした場合である。また、下段左は各辺の中央部分が縮んだ位置ズレを起こした場合である。本実施形態によれば、３つの光位置センサ２１１〜２１３からの９点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、中下段右のように位置ズレが修正される。
【００２０】
なお、スキージングブレード２１０に配置される光位置センサの数や、スキージングブレード２１０を照射して位置ズレを検出する位置の数は、本例に限定されず、補正精度や費用を考慮して選択される。
【００２１】
《積層造形部の機能構成》
図３は、本実施形態に係る積層造形制御部３２０を含む３次元積層造形システム３００における積層造形部３１０の機能構成を示すブロック図である。
【００２２】
３次元積層造形システム３００は、積層造形部３１０と、積層造形制御装置としての積層造形制御部３２０と、情報処理装置３３０と、を備える。積層造形部３１０は、積層造形制御部３２０の各種の制御指令に従って、３次元積層造形物を生成する。積層造形制御部３２０は、情報処理装置３３０が生成した３次元造形データに従って、積層造形部３１０を制御するための各種の制御指令を生成する。制御指令は、照射用アンプ３１１により照射部３１２を制御するための照射指令と、走査用アンプ３１３により回転ステップモータにより回転するミラー部３１４を介して走査方向を制御するための走査指令と、スキージングブレード２１０や造形テーブル３１８の移動を制御するための移動指令と、を含む。情報処理装置３３０は、３次元造形対象の積層造形物の情報を取得して、３次元造形データを生成する。なお、情報処理装置３３０は、汎用のコンピュータであっても、本実施形態に対応する特殊なコンピュータであってもよい。
【００２３】
積層造形部３１０は、照射用アンプ３１１と、照射部３１２と、を有する。また、積層造形部３１０は、走査用アンプ３１３と、２軸の回転ステップモータおよびミラー部３１４と、を有する。また、積層造形部３１０は、移動用アンプ３１７と、スキージングブレード２１０と、造形テーブル３１８と、を有する。スキージングブレード２１０の上面には、光位置センサ（ＰＳＤ:Position Sensitive Detector)２１１〜２１３が設置されている。そして、積層造形部３１０は、光位置センサ２１１〜２１３からのアナログの光位置信号をデジタルに変換して、積層造形制御部３２０に伝達する光位置センサ用Ａ／Ｄ(Analogue Digital Convertor)変換器３１６を有する。
【００２４】
照射部３１２から放射されるレーザ光３１５は、回転ステップモータにより回転するミラー部３１４により、造形テーブル３１８上の既に積層造形された造形物２２０の上面を照射して、造形面を生成する。１つの層を造形後は、造形テーブル３１８を所定幅（＝層厚）下降させ、スキージングブレード２１０により次層の積層材料を積層造形物の上層に敷き詰める。かかる動作を３次元造形データに従って繰り返すことにより、３次元積層造形物が生成される。
【００２５】
本実施形態においては、積層造形前ばかりでなく、積層造形中においても、照射部３１２から放射されるレーザ光３１５による照射位置の位置ズレを補正することができる。すなわち、スキージングブレード２１０が造形面上を移動する時に、スキージングブレード２１０のＸ方向の座標位置と光位置センサ２１１〜２１３のＹ方向の座標位置とに対応するＸ,Ｙ座標位置を、照射部３１２から放射されるレーザ光３１５で照射させる。この時、積層造形制御部３２０によって、照射強度（エネルギー）を低減させてＸ,Ｙ座標位置を設定する。光位置センサ２１１〜２１３は、Ｘ,Ｙ座標位置に照射させたレーザ光３１５が実際に照射している位置を、光位置センサ２１１〜２１３により検出する。そして、光位置センサ２１１〜２１３からのアナログの光位置信号は、光位置センサ用Ａ／Ｄ変換器３１６によってデジタルデータに変換されて、積層造形制御部３２０に伝達され、照射位置座標の補正に使用される。
【００２６】
《積層造形制御部の機能構成》
図４は、本実施形態に係る３次元積層造形システム３００における積層造形制御部３２０の機能構成を示すブロック図である。図４においては、図３の積層造形制御部３２０と情報処理装置３３０の機能構成を示す。ここで、積層造形部３１０と積層造形制御部３２０とは、３次元造形装置４２０、いわゆる３Ｄプリンタを構成してもよい。積層造形部３１０の構成は図３と同様であり、重複する説明は省略する。なお、図４においては、積層造形制御部３２０を含む３次元造形装置４２０と情報処理装置３３０とを別の装置として図示しているが、１つの装置として構成されても、積層造形制御部３２０を情報処理装置３３０に合体させてもよい。
【００２７】
積層造形制御部３２０は、通信制御部４２１と、３次元造形データ記憶部４２２と、位置ズレ取得部４２３と、位置ズレ補正用データベース４２４と、照射位置補正部４２５と、積層造形指令部４２６と、を備える。
【００２８】
通信制御部４２１は、積層造形制御部３２０と情報処理装置３３０との通信を制御し、３次元造形データや指示コマンドなどを情報処理装置３３０から受信したり、積層造形制御部３２０や積層造形部３１０の状況を情報処理装置３３０へ送信したりする。３次元造形データ記憶部４２２は、情報処理装置３３０から受信した３次元造形データを記憶する。なお、３次元造形データの記憶は、３次元造形物単位であったり、積層する層単位であったりしてよく、３次元造形装置４２０の積層造形速度や情報処理装置３３０の処理速度、あるいは、情報処理装置３３０と積層造形制御部３２０との通信容量などに基づいて、適切に決定される。
【００２９】
位置ズレ取得部４２３は、積層造形部３１０の光位置センサ用Ａ／Ｄ変換器３１６から、光位置センサ２１１〜２１３が所定のＸ,Ｙ座標で検出した光の位置ズレデータを取得する。なお、所定のＸ,Ｙ座標は、本例では、Ｙ方向に２点あるいは３点でＸ方向には所望の点数が設定可能であるが、４点や９点の例を代表させて説明する。しかしながら、Ｘ方向およびＹ方向共に、点数に制限はない。
【００３０】
位置ズレ補正用データベース４２４は、位置ズレ取得部４２３が取得した光の位置ズレデータの組に基づいて、位置ズレ補正用データを格納する。照射位置補正部４２５は、現在積層造形中の３次元造形データに対して、本実施形態においては、位置ズレに対応して照射位置座標を補正して、積層造形中における機械系の変化、熱変移、姿勢変移などを吸収する。積層造形指令部４２６は、照射位置補正部４２５によって照射位置座標が補正された３次元造形データに基づいて、積層造形部３１０の各部への指令を行なう。ここで、位置ズレ取得部４２３と、位置ズレ補正用データベース４２４と、照射位置補正部４２５と、積層造形指令部４２６と、が照射制御部の全てあるいはその一部を構成する。
【００３１】
情報処理装置３３０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの汎用コンピュータでよい。情報処理装置３３０は、通信制御部４３１と、３次元造形データ生成部４３２と、表示部４３３と、操作部４３４と、３次元造形データベース４３５と、３次元造形対象データ取得部４３６と、を備える。なお、情報処理装置３３０が３次元造形対象データの生成機能を含む場合、３次元造形対象データ取得部４３６は３次元造形対象データ生成部となる。
【００３２】
通信制御部４３１は、外部装置である３次元造形装置４２０または３次元造形対象データ生成装置との通信を制御する。３次元造形データ生成部４３２は、表示部４３３に表示された操作指示に従い操作部４３４からのオペレータによる入力あるいは操作に従って、３次元造形データベース４３５に格納されたデータを用いて、３次元造形装置４２０が３次元造形対象物を積層造形するための３次元造形データを生成する。表示部４３３は、３次元造形装置４２０や情報処理装置３３０の状況を報知すると共に、オペレータに対して３次元造形物の積層造形に必要となるパラメータの入力を要請する。操作部４３４は、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどを含み、表示部４３３に表示された指示に従い、オペレータからの入力や操作指示を受け付ける。３次元造形データベース４３５は、３次元造形データ生成部４３２が３次元造形データを生成するために用いるデータである、３次元造形対象物のデータや生成アルゴリズム、生成パラメータなどを格納する。３次元造形対象データ取得部４３６は、３次元造形対象データ生成装置から提供される３次元造形対象データを、通信制御部４３１を介して、あるいは、記憶媒体などからＩ／Ｏインタフェースを介して取得する。
【００３３】
（位置ズレ取得部）
図５Ａは、本実施形態に係る位置ズレ取得部４２３の機能構成を示すブロック図である。
【００３４】
位置ズレ取得部４２３は、光位置データ取得部５１１と、位置ズレデータ生成部５１２と、を有する。光位置データ取得部５１１は、積層造形部３１０の光位置センサ用Ａ／Ｄ変換器３１６から、光位置センサ２１１〜２１３がスキージングブレード２１０の所定位置（Ｘ座標）で検出した光位置信号のデジタルデータを取得する。位置ズレデータ生成部５１２は、位置ズレデータ生成テーブル５１２ａを有し、光位置データ取得部５１１が取得した造形面の所定座標の光位置データのズレデータの組を生成する。生成された光位置データのズレデータの組は、位置ズレ補正用データベース４２４に出力されて、照射位置補正部４２５が用いる照射位置補正マップを検索するために使用される。
【００３５】
（照射位置補正部）
図５Ｂは、本実施形態に係る照射位置補正部４２５の機能構成を示すブロック図である。
【００３６】
照射位置補正部４２５は、造形データ受信部５２１と、照射位置座標補正部５２２と、を有する。造形データ受信部５２１は、３次元造形データ記憶部４２２から各層の造形データを受信する。照射位置座標補正部５２２は、照射位置座標補正テーブル５２２ａを有し、造形データ受信部５２１が受信した造形データの照射位置座標を、位置ズレ補正用データベース４２４に格納され位置ズレ取得部４２３からの位置ズレデータにより検索された、照射位置補正マップに基づいて補正する。そして、位置ズレに対応して照射位置座標を補正した造形データを、積層造形指令部４２６に出力する。積層造形指令部４２６は、補正された照射位置座標により積層造形部３１０への走査指令を行なう。
【００３７】
（位置ズレ補正用データベース）
図６は、本実施形態に係る位置ズレ補正用データベース４２４の構成を示す図である。位置ズレ補正用データベース４２４は、位置ズレ取得部４２３が生成した位置ズレデータ組を検索キーとして、検索される照射位置補正マップを格納しており、照射位置補正部４２５による位置ズレを補正するために使用される。なお、位置ズレ補正用データベース４２４は、図６の構成に限定されない。
【００３８】
位置ズレ補正用データベース４２４は、位置ズレデータ組６０１を検索キーとして、照射位置補正マップ６０２を格納する。位置ズレデータ組６０１としては、図２に示した第１光位置データから第４光位置データの４点の組のテーブル６１１や、第１光位置データから第９光位置データの９点の組のテーブル６１２、などがあるがその数に制限はない。スキージングブレード２１０に設置する光位置センサの数や、位置ズレ取得時の光位置データの検出位置の数に依存する。照射位置補正マップ６０２は、造形データ中の補正前の照射位置座標の各々に対応して、補正後の照射位置座標を格納する。
【００３９】
（位置ズレデータ生成テーブル）
図７は、本実施形態に係る位置ズレデータ生成テーブル５１２ａの構成を示す図である。位置ズレデータ生成テーブル５１２ａは、位置ズレ取得部４２３が、スキージングブレード２１０に設置された光位置センサ２１１〜２１３からの位置ズレデータの組を、位置ズレ補正用データベース４２４に格納された照射位置補正マップ６０２を検索する検索キーとして生成するために使用される。なお、図７で図６と同様の要素には同じ参照番号を付与する。また、図７には、４点の位置ズレと９点の位置ズレとを説明するが、これに限定されない。
【００４０】
位置ズレデータ生成テーブル５１２ａの４点の場合のテーブル６１１は、それぞれＸ座標ズレとＹ座標ズレとからなる第１光位置データ７１１〜第４光位置データ７１４の組を生成して、位置ズレ補正用データベース４２４に検索キーとして出力する。位置ズレデータ生成テーブル５１２ａの９点の場合のテーブル６１２は、それぞれＸ座標ズレとＹ座標ズレとからなる第１光位置データ７２１〜第９光位置データ７２９の組を生成して、位置ズレ補正用データベース４２４に検索キーとして出力する。
【００４１】
（照射位置座標補正テーブル）
図８は、本実施形態に係る照射位置座標補正テーブル５２２ａの構成を示す図である。照射位置座標補正テーブル５２２ａは、照射位置補正部４２５が、造形データの照射位置座標を位置ズレが補正された照射位置座標に補正するために使用される。
【００４２】
照射位置座標補正テーブル５２２ａは、Ｘ座標とＹ座標とを有する補正前の照射位置座標８０１と、位置ズレデータの組を検索キーに検索された照射位置補正マップ６０２による、補正データとしての、補正後の照射位置座標８０２と、その照射位置を照射するか否かのフラグ８０３と、を含む。なお、造形する領域のみを記憶する場合は、造形するか否かのフラグは必要としない。
【００４３】
《積層造形制御部のハードウェア構成》
図９は、本実施形態に係る積層造形制御部３２０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００４４】
図９で、ＣＰＵ(Central Processing Unit)９１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図４の積層造形制御部３２０の機能構成部を実現する。ＲＯＭ(Read Only Memory)９２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データを記憶する。また、通信制御部４２１は、ネットワークなどを介して情報処理装置３３０と通信する。なお、ＣＰＵ９１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。特に、受信した３次元造形データに基づいて、位置ズレデータを取得するためのプロセッサと、照射位置を補正するプロセッサと、積層造形部３１０を制御する各種指令を生成するプロセッサとは、別のプロセッサであるのが望ましい。また、通信制御部４２１は、ＣＰＵ９１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ(Random Access Memory)９４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。
【００４５】
ＲＡＭ９４０は、ＣＰＵ９１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ９４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。３次元造形データ９４１は、現在積層造形されている３次元造形物のデータである。光位置データ９４２は、光位置センサ２１１〜２１３から取得したデータである。位置ズレデータ生成テーブル５１２ａは、図７において説明された、位置ズレ取得部４２３が位置ズレデータ組を生成するためのテーブルである。照射位置座標補正テーブル５２２ａは、図８において説明された、照射位置補正部４２５が位置ズレに対応して照射位置座標を補正するためのテーブルである。送受信データ９４３は、通信制御部４２１を介して送受信されるデータである。
【００４６】
ストレージ９５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。位置ズレ補正用データベース４２４は、図６において説明された、位置ズレデータ組を検索キーとして検索される照射位置補正マップを格納する。３次元造形データ９５１は、情報処理装置３３０から通信制御部４２１を介して受信して格納した３次元造形物の積層造形用のデータである。位置ズレ補正アルゴリズム９５２は、位置ズレデータ組に基づいて照射位置座標を補正するためのアルゴリズムである。
【００４７】
ストレージ９５０には、以下のプログラムが格納される。積層造形制御部制御プログラム９５３は、本積層造形制御部３２０の全体を制御する制御プログラムである。３次元造形データ取得モジュール９５４は、情報処理装置３３０と通信して３次元造形データを取得するモジュールである。位置ズレデータ生成モジュール９５５は、光位置センサ２１１〜２１３から取得した位置ズレデータに基づいて検索キーを生成するモジュールである。照射位置補正モジュール９５６は、検索された照射位置補正マップに基づいて照射位置座標を補正するモジュールである。
【００４８】
なお、図９のＲＡＭ９４０やストレージ９５０には、積層造形制御部３２０が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関連するプログラムやデータは図示されていない。
【００４９】
《積層造形制御部の処理手順》
図１０Ａは、本実施形態に係る積層造形制御部３２０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図９のＣＰＵ９１０がＲＡＭ９４０を使用して実行し、図４の積層造形制御部３２０の機能構成部を実現する。
【００５０】
積層造形制御部３２０は、ステップＳ１００１において、情報処理装置３３０から３次元造形データを受信して記憶する。積層造形制御部３２０は、ステップＳ１００３において、スキージングブレード２１０上に設置した光位置センサからの位置ズレを取得して、位置ズレデータ生成処理を実行する。積層造形制御部３２０は、ステップＳ１００５において、位置ズレデータ組を検索キーに検索された照射位置補正マップを用いて、位置ズレを補償する照射位置補正処理を実行する。そして、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１００７において、補正された照射位置座標を用いて、積層造形部３１０において３次元積層造形を行なう。
【００５１】
（位置ズレデータ生成処理）
図１０Ｂは、本実施形態に係る位置ズレデータ生成処理（Ｓ１００３）の手順を示すフローチャートである。
【００５２】
積層造形制御部３２０の切替部は、ステップＳ１０１１において、レーザ照射強度（エネルギー）を、スキージングブレード２１０上を照射可能な強度（エネルギー）に低減する。積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０１３において、初期化（ｉ＝１，ｊ＝１）を行なう。なお、ここで、ｉはスキージングブレード２１０の移動方向（Ｘ方向）の位置ズレ検出回数、ｊはスキージングブレード２１０の軸方向（Ｙ方向）の位置ズレ検出数（＝光位置センサ数）である。また、Ｍはスキージングブレード２１０上の光位置センサの数、Ｎは位置ズレ検出回数の最大数であり、ｉ≧Ｎである。
【００５３】
積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０１５において、スキージングブレード２１０が照射位置ズレを検出する位置(Ｘi)に移動するのを待つ。スキージングブレード２１０が照射位置ズレを検出する位置(Ｘi)に移動すると、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０１７において、レーザを照射する照射位置(Ｘi,Ｙj)を設定して、ステップＳ１０１９において、レーザの照射を指示する。そして、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０２１において、照射位置(Ｘi,Ｙj)に対応する光位置センサから光位置データを受信して位置ズレデータとして保持する。
【００５４】
積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０２３において、ｊを１つ加算してｊ＋１とする。そして、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０２５において、ｊ＞Ｍを判定する。なお、スキージングブレード２１０に３つの光位置センサが設置されている場合は、Ｍ＝３となる。ｊ＞Ｍでなければ、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０１７に戻って、スキージングブレード２１０上の次の光位置センサを照射して、位置ズレを検出する。なお、実際には、スキージングブレード２１０の移動や照射部の照射位置設定によるズレが発生するので、造形精度に影響がある場合は照射部の照射位置設定を調整するのが望ましい。
【００５５】
ｊ＞Ｍになれば、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０２７において、ｊ＝１としてｊを１つ加算してｊ＋１として、スキージングブレード２１０の次の位置(i)に向かう。なお、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０２９において、ｉ＞Ｎを判定する。なお、スキージングブレード２１０に３つの光位置センサが設置されており、９点で位置ズレを検出する場合は、Ｎ＝３となる。ｉ＞Ｎでなければ、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０１５に戻って、スキージングブレード２１０の次の位置(i=i+1)において、光位置センサを照射して、位置ズレを検出する。
【００５６】
ｉ＞Ｎになれば、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０３１において、各照射位置（Ｘi,Ｙj）と位置ズレデータとを対応付けて記憶する。そして、積層造形制御部３２０の切替部は、レーザ照射強度（エネルギー）を通常状態に戻して、位置ズレデータ生成処理を終了する。
【００５７】
（照射位置補正処理）
図１０Ｃは、本実施形態に係る照射位置補正処理（Ｓ１００５）の手順を示すフローチャートである。
【００５８】
積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０４１において、照射位置（Ｘi,Ｙj）と位置ズレデータとの対応データを検索キーとして、位置ズレ補正用データベース４２４に格納された照射位置補正マップを検索する。積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０４３において、３次元造形データ記憶部４２２からの造形データに含まれる照射位置座標を取得する。そして、積層造形制御部３２０は、ステップＳ１０４４において、検索された照射位置補正マップを用いて取得した照射位置座標を補正する。
【００５９】
本実施形態によれば、スキージングブレードの上面に設置された光位置センサの照射光の受光に基づいて、光照射の位置ズレを取得し、位置ズレを照射位置座標の補正による補正することにより、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正することができる。すなわち、高精度なレーザ位置決め補正が積層造形中にも可能なので、後工程での位置決めも容易となる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る積層造形制御装置を含む３次元積層造形システムによる積層造形について説明する。本実施形態に係る積層造形制御装置は、上記第２実施形態と比べると、スキージングブレードの上面に設置された光位置センサの照射光の受光でなく、スキージングブレードの上面の基準標識（マーク）と照射光とを撮像することにより位置ズレを検出する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６１】
《積層造形制御装置の造形概念》
図１１は、本実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。図１１においては、本実施形態に係る造形状態を明瞭とするため、構成要素の寸法関係は無視して、基準標識を大きく図示している。なお、図１１においては、最小の４点での位置ズレ検出と、９点での位置ズレ検出を示すが、検出点の数は補正精度や費用などを考慮して適切に選択されてよい。
【００６２】
図１１の上段は、積層造形面の４隅の点での照射の位置ズレを、スキージングブレード１１１０の両端部分に付した２つの基準標識１１１１および１１１２と、スキージングブレード１１１０を照射する照射光との撮像画像から位置ズレで検出して、照射位置補正を行なった例１１０１である。上段左は全体が右下方に位置ズレを起こした場合である。本実施形態によれば、２つの基準標識１１１１および１１１２と、スキージングブレード１１１０を照射する照射光との撮像画像から抽出した４点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、上段右のように位置ズレが修正される。
【００６３】
図１１の中段および下段は、積層造形面の９点での照射の位置ズレを、スキージングブレード１１１０の両端部分と中央部分とに設置した３つの基準標識１１１１〜１１１３と、スキージングブレード１１１０を照射する照射光との撮像画像から位置ズレで検出して、照射位置補正を行なった例１１０２である。中段左は左上を中心に全体が時計回りに回転した位置ズレを起こした場合である。また、下段左は各変の中央部分が縮んだ位置ズレを起こした場合である。本実施形態によれば、３つの基準標識１１１１〜１１１３と、スキージングブレード１１１０を照射する照射光との撮像画像からの９点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、中下段右のように位置ズレが修正される。
【００６４】
なお、基準標識（マーク）は“＋”に限定されない。レーザ光と共に撮像して位置ズレをより精度よく検出できる形状が選ばれる。また、スキージングブレード１１１０に付される基準標識（マーク）の数や、スキージングブレード１１１０を照射して位置ズレを検出する位置の数は、本例に限定されず、補正精度や費用を考慮して選択される。
【００６５】
《積層造形部の機能構成》
図１２は、本実施形態に係る積層造形制御部１２２０を含む３次元積層造形システム１２００における積層造形部１２１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図２または図３と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００６６】
３次元積層造形システム１２００は、積層造形部１２１０と、積層造形制御部１２２０と、情報処理装置３３０と、を備える。積層造形部１２１０は、スキージングブレード１１１０を有する。スキージングブレード１１１０の上面には、基準標識１１１１〜１１１３が付されている。そして、積層造形部１２１０は、基準標識１１１１〜１１１３と、照射部３１２から放射されたレーザ光３１５の照射位置とを含む画像を撮像する位置ズレ検出用撮像部（カメラ）１２１６を有する。積層造形制御部１２２０は、基準標識１１１１〜１１１３と、レーザ光３１５の照射位置とを含む撮像画像から照射の位置ズレを検出する。
【００６７】
本実施形態においては、積層造形前ばかりでなく、積層造形中においても、照射部３１２から放射されるレーザ光３１５による照射位置の位置ズレを補正することができる。すなわち、スキージングブレード１１１０が造形面上を移動する時に、スキージングブレード１１１０のＸ方向の座標位置と基準標識１１１１〜１１１３のＹ方向の座標位置とに対応するＸ,Ｙ座標位置を、照射部３１２から放射されるレーザ光３１５で照射させる。この時、積層造形制御部１２２０によって、照射強度（エネルギー）を低減させてＸ,Ｙ座標位置を設定する。位置ズレ検出用撮像部１２１６は、スキージングブレード１１１０上のＸ,Ｙ座標位置に照射させたレーザ光３１５が実際に照射している照射位置と、基準標識１１１１〜１１１３とを撮像して、位置ズレを検出する。その位置ズレデータ組に基づいて、第２実施形態と同様に、照射位置座標の補正ができる。
【００６８】
《積層造形制御部の機能構成》
図１３は、本実施形態に係る３次元積層造形システム１２００における積層造形制御部１２２０の機能構成を示すブロック図である。図１３においては、図１２の積層造形制御部１２２０と情報処理装置３３０の機能構成を示す。ここで、積層造形部１２１０と積層造形制御部１２２０とは、３次元造形装置１３２０、いわゆる３Ｄプリンタを構成してもよい。積層造形部１２１０の構成は図１２と同様であり、重複する説明は省略する。なお、図１３においては、積層造形制御部１２２０を含む３次元造形装置１３２０と情報処理装置３３０とを別の装置として図示しているが、１つの装置として構成されても、積層造形制御部１２２０を情報処理装置３３０に合体させてもよい。なお、図１３において、図４と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００６９】
積層造形制御部１２２０は、通信制御部４２１と、３次元造形データ記憶部４２２と、位置ズレ取得部１３２３と、位置ズレ補正用データベース４２４と、照射位置補正部４２５と、積層造形指令部４２６と、を備える。
【００７０】
位置ズレ取得部１３２３は、積層造形部１２１０の位置ズレ検出用撮像部１２１６から受信した、スキージングブレード１１１０上の基準標識１１１１〜１１１３と光照射位置とを含む撮像画像に基づいて、所定のＸ,Ｙ座標における光の位置ズレデータを取得する。なお、所定のＸ,Ｙ座標は、本例では、Ｙ方向に２点あるいは３点でＸ方向には所望の点数が設定可能であるが、４点や９点の例を代表させて説明する。しかしながら、Ｘ方向およびＹ方向共に、点数に制限はない。
【００７１】
ここで、位置ズレ取得部４２３と、位置ズレ補正用データベース４２４と、照射位置補正部４２５と、積層造形指令部４２６と、が照射制御部の全てあるいはその一部を構成する。
【００７２】
（位置ズレ取得部）
図１４は、本実施形態に係る位置ズレ取得部１３２３の機能構成を示すブロック図である。
【００７３】
位置ズレ取得部１３２３は、撮像画像取得部１４１１と、基準標識抽出部１４１２と、照射位置抽出部１４１３と、位置ズレデータ生成部１４１４と、を有する。撮像画像取得部１４１１は、位置ズレ検出用撮像部１２１６から撮像画像を取得する。基準標識抽出部１４１２は、取得した撮像画像からスキージングブレード１１１０上の基準標識１１１１〜１１１３を抽出する。また、照射位置抽出部１４１３は、取得した撮像画像からスキージングブレード１１１０上のレーザ光の照射位置を抽出する。
【００７４】
位置ズレデータ生成部１４１４は、位置ズレデータ生成テーブル１４１４ａを有し、基準標識抽出部１４１２からの基準標識１１１１〜１１１３の抽出位置と、照射位置抽出部１４１３からのレーザ光の照射抽出位置と、の位置座標を比較して、各点の位置ズレを求める。そして、位置ズレ補正用データベース４２４から照射位置補正マップを検索する検索キーとしての位置ズレデータ組を生成する。
【００７５】
（位置ズレデータ生成テーブル）
図１５は、本実施形態に係る位置ズレデータ生成テーブル１４１４ａの構成を示す図である。位置ズレデータ生成テーブル１４１４ａは、位置ズレ取得部４２３が、撮像画像から抽出した、スキージングブレード２１０に付された基準標識１１１１〜１１１３の位置と、光照射位置との位置ズレから位置ズレデータの組を生成するために使用される。なお、図１５で図６または図７と同様の要素には同じ参照番号を付与する。また、図１５には、９点の位置ズレを説明するが、これに限定されない。
【００７６】
位置ズレデータ生成テーブル１４１４ａの９点の場合のテーブルは、９点の光位置１５１１に対応付けて、Ｘ座標とＹ座標からなる基準標識中心（＋であれば交点）の座標１５１２と、Ｘ’座標とＹ’座標とからなる照射位置座標（照射点の中心）１５１３と、を記憶する。そして、位置ズレデータ生成テーブル１４１４ａの９点の場合のテーブルは、９点の光位置１５１１にそれぞれが対応付けられた、Ｘ座標ズレとＹ座標ズレとからなる位置ズレデータのテーブル６１２が生成され、位置ズレ補正用データベース４２４に検索キーとして出力する。
【００７７】
（位置ズレデータ生成処理）
図１６Ａは、本実施形態に係る位置ズレデータ生成処理（Ｓ１００３）の手順を示すフローチャートである。なお、図１６Ａにおいて、図１０Ｂと同様のステップには同じステップ番号を付して、重複する説明は省略する。
【００７８】
積層造形制御部１２２０は、ステップＳ１６２１において、図１０ＢのステップＳ１０２１に代えて、撮像画像からの位置ズレ取得処理を実行する。
【００７９】
（位置ズレ取得処理）
図１６Ｂは、本実施形態に係る位置ズレ取得処理（Ｓ１６２１）の手順を示すフローチャートである。
【００８０】
積層造形制御部１２２０は、ステップＳ１６３１において、位置ズレ検出用撮像部１２１６からスキージングブレード１１１０上の基準標識１１１１〜１１１３と光照射位置とを含む撮像画像を取得する。積層造形制御部１２２０は、ステップＳ１６３３において、スキージングブレード１１１０上の基準標識を抽出して座標位置を判定する。積層造形制御部１２２０は、ステップＳ１６３５において、スキージングブレード１１１０上の照射位置を抽出して座標位置を判定する。そして、積層造形制御部１２２０は、ステップＳ１６３７において、基準標識位置と照射位置との位置ズレを検出して目標の位置座標に対応付けて保持する。
【００８１】
本実施形態によれば、スキージングブレードの上面に付された基準標識と照射位置とを含む画像に基づいて、光照射の位置ズレを取得することにより、スキージングブレードの上面に光位置センサを設置する作業無しに、簡単な調整により、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正することができる。すなわち、スキージングブレードの製造時に基準標識を付せば、光位置センサの設置位置の調整などの手間がなくなる。
【００８２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る積層造形制御装置を含む３次元積層造形システムによる積層造形について説明する。本実施形態に係る積層造形制御装置は、上記第２実施形態および第３実施形態と比べると、１つの照射部でなく複数の照射部によって並行して照射光を積層材料に照射して３次元積層造形物を造形する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態または第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。なお、以下ではスキージングブレードに光位置センサを設置した第２実施形態の変形例を示すが、スキージングブレードに基準標識を付した第３実施形態への適用も同様である。
【００８３】
《積層造形制御装置の造形概念》
図１７は、本実施形態に係る積層造形制御装置による造形状態を示す概念図である。図１７においては、本実施形態に係る造形状態を明瞭とするため、構成要素の寸法関係は無視して、光位置センサを大きく図示している。なお、図１７において、図２と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。また、図１７においては、９点での位置ズレ検出を示すが、検出点の数は補正精度や費用などを考慮して適切に選択されてよい。
【００８４】
図１７は、積層造形面の９点での照射の位置ズレを、スキージングブレード２１０の両端部分と中央部分とに設置した３つの光位置センサ２１１〜２１３とで検出して、照射位置補正を行なった例である。なお、図１７では４隅の４点のみを示すが、実際には９点で光位置センサ２１１〜２１３による位置ズレが検出されるものとする。
【００８５】
上段左は、例えば４つの照射部により全体を照射して、３つの光位置センサ２１１〜２１３で位置ズレを検出した場合である。下段左は、例えば４つの照射部によりそれぞれ４分割した一部分を照射して、３つの光位置センサ２１１〜２１３で位置ズレを検出した場合である。図１７において、○、△、□、Ｘがそれぞれの照射位置である。
【００８６】
上段左の例によれば、各照射部ついて、３つの光位置センサ２１１〜２１３からの９点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、右図のように位置ズレが修正される。一方、下段左の例によれば、各照射部ついて、３つの光位置センサ２１１〜２１３の内、その照射範囲の４点の位置ズレデータに基づいて、照射位置補正マップにより照射位置座標が補正され、右図のように位置ズレが修正される。
【００８７】
なお、スキージングブレード２１０に配置される光位置センサの数や、スキージングブレード２１０を照射して位置ズレを検出する位置の数は、本例に限定されず、補正精度や費用を考慮して選択される。
【００８８】
《積層造形部の機能構成》
図１８は、本実施形態に係る積層造形制御部３２０を含む３次元積層造形システム１８００における積層造形部１８１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１８において、図２または図３と同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００８９】
積層造形部１８１０は、複数の走査用アンプ３１３と、対応する複数組の２軸の回転ステップモータおよびミラー部３１４と、を備える。また、図示しないが、照射用アンプ３１１および照射部（レーザ発信器）３１２も複数備えられているものとする。また、造形物１８２０は、例えば、４つの部分領域ＡからＤに分割されて、各レーザ光１８１５が部分領域ＡからＤを並行して照射し、積層造形時間を短縮する。
【００９０】
本実施形態によれば、複数の照射部からの照射位置に対しても、統一的に、光造形装置での積層造形中のレーザ照射位置の変移に対応して、レーザ照射位置を補正することができる。すなわち、複数の照射部からの照射位置間の位置ズレも補正することが可能である。
【００９１】
［他の実施形態］
なお、本実施形態は、３次元積層造形において各層の造形領域を微細に分割した領域を示す（例えば、０．１mm四方の矩形など）“セル領域”単位で造形する３次元積層造形システムに対しても、同様に適用されて同様の効果を奏する。
【００９２】
また、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００９３】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する積層造形制御プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月21日(2017.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える積層造形制御装置。
【請求項２】
前記位置ズレ取得手段は、前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて配置された少なくとも２つの光位置センサを有し、前記少なくとも２つの光位置センサの出力に基づいて前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する、請求項１に記載の積層造形制御装置。
【請求項３】
前記位置ズレ取得手段は、前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段とを有し、前記撮像された画像における前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置との位置ズレに基づいて前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する、請求項１に記載の積層造形制御装置。
【請求項４】
前記位置ズレ取得手段は、移動する前記スキージングブレードの異なる位置において少なくとも４つの照射位置の位置ズレを取得し、
前記照射位置補正手段は、前記少なくとも４つの照射位置の位置ズレの情報に基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項５】
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレ取得手段が取得した照射位置の位置ズレの情報に基づいて、全ての照射位置を補正する照射位置座標の補正データを生成して前記照射位置座標に対応付けて記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段を用いて前記照射手段による照射位置を補正する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項６】
前記積層造形制御装置は複数の照射手段により並行して前記積層造形物を造形し、
前記位置ズレ取得手段は、前記複数の照射手段の各々による前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得し、
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレに基づいて、前記複数の照射手段の各々による照射位置を補正する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項７】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含む積層造形制御方法。
【請求項８】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる積層造形制御プログラム。
【請求項９】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える３次元積層造形システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御装置は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御方法は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御プログラムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形システムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備える。
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月5日(2018.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備え、
前記位置ズレ取得手段は、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を有し、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する積層造形制御装置。
【請求項２】
前記基準標識は、前記スキージングブレードの面上に軸方向に等間隔に離れて３つ設置され
前記撮像手段は、前記スキージングブレードの移動による積層造形領域の周囲部分および中央部分にある異なる位置の９つの前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像し、
前記位置ズレ取得手段は、前記撮像された画像における前記９つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する請求項１に記載の積層造形制御装置。
【請求項３】
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレ取得手段が取得した照射位置の位置ズレの情報に基づいて、全ての照射位置を補正する照射位置座標の補正データを生成して前記照射位置座標に対応付けて記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段を用いて前記照射手段による照射位置を補正する、請求項１または２に記載の積層造形制御装置。
【請求項４】
前記積層造形制御装置は複数の照射手段により並行して前記積層造形物を造形し、
前記位置ズレ取得手段は、前記複数の照射手段の各々による前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得し、
前記照射位置補正手段は、前記位置ズレに基づいて、前記複数の照射手段の各々による照射位置を補正する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層造形制御装置。
【請求項５】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含み、
前記位置ズレ取得ステップにおいては、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を用いて、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する積層造形制御方法。
【請求項６】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記位置ズレ取得ステップにおいては、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を用いて、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する積層造形制御プログラム。
【請求項７】
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備え、
前記位置ズレ取得手段は、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を有し、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する３次元積層造形システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御装置は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御装置であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備え、
前記位置ズレ取得手段は、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を有し、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御方法は、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形部を制御する積層造形制御方法であって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
を含み、
前記位置ズレ取得ステップにおいては、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を用いて、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層造形制御プログラムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替ステップと、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得ステップと、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正ステップと、
をコンピュータに実行させる積層造形制御プログラムであって、
前記位置ズレ取得ステップにおいては、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を用いて、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形システムは、
積層材料を積層造形物の上層に敷き詰めるためのスキージングブレードと前記積層材料を照射する照射手段とを有し、前記積層造形物を造形する積層造形手段と、
前記照射手段による照射強度を、前記スキージングブレードの面上を照射して照射光の照射位置の位置ズレを取得する場合に、前記スキージングブレードの面上を照射可能な強度に低減するように切り替える切替手段と、
前記照射手段から前記照射強度が低減された照射光を受ける前記スキージングブレードの面上における、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する位置ズレ取得手段と、
前記位置ズレに基づいて、前記照射手段による照射位置を補正する照射位置補正手段と、
を備え、
前記位置ズレ取得手段は、
前記スキージングブレードの面上に軸方向に離れて設置された少なくとも２つの基準標識と、
前記スキージングブレードの移動による異なる位置の少なくとも４つの積層造形領域の隅部分の前記基準標識の設置位置と、前記基準標識の設置位置に対応する前記照射光の照射位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
を有し、
前記撮像された画像における前記少なくとも４つの前記基準標識の設置位置と前記照射光の照射位置とのそれぞれの位置ズレに基づいて、前記照射光の照射位置の位置ズレを取得する。
【国際調査報告】
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