(57)【要約】【課題】  リコータで導入した液層の厚みが均一とならないという問題に効果的に対処できる技術を提供する。【解決手段】  光造形装置１０は、液槽１２に貯留している光硬化性液１４の液面１４ａに光を選択的に照射する手段１６と、光の照射によって形成された硬化層を下降させる手段１９と、リコータ１８を備えている。リコータ１８は、一対のブレードを備えており、その一対のブレード間に光硬化性液１４を貯蔵可能であり、液面１４ａに沿って移動可能である。その他に、リコータ１８に光硬化性液１４を貯蔵している状態と貯蔵していない状態を切換える手段と、リコータ移動手段を備えている。リコータ移動手段は、光硬化性液１４を貯蔵している状態でリコータ１８を移動させ、次いで光硬化性液１４を貯蔵しない状態でリコータ１８を移動させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する手段、
光の照射によって形成された硬化層を下降させる手段、
一対のブレードを備え、その間に光硬化性液を貯蔵可能であり、液面に沿って移動可能なリコータ、
リコータに光硬化性液を貯蔵している状態と貯蔵していない状態を切換える手段、
光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、次いで光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータを移動させる手段、
を備えている光造形装置。
【請求項２】
リコータ移動手段は、硬化層の上に過剰な厚みの液層が導入される速度で、光硬化性液を貯蔵しているリコータを移動させることを特徴とする請求項１の光造形装置。
【請求項３】
リコータ移動手段は、光硬化性液を貯蔵している状態よりも光硬化性液を貯蔵していない状態で、リコータを高速に移動させることを特徴とする請求項１又は２の光造形装置。
【請求項４】
光硬化性液の液面の高さを調整する手段をさらに備えており、
液面調整手段は、光硬化性液を貯蔵している状態でリコータが移動した後に液面の高さを変動させ、光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータが移動した後に液面を元の高さに戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの光造形装置。
【請求項５】
液面調整手段の作動と不作動を選択する手段を備えていることを特徴とする請求項４の光造形装置。
【請求項６】
「光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、次いで光を照射する態様」と「光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータを移動させ、次いで光を照射する態様」を選択する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの光造形装置。
【請求項７】
液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する工程、
光の照射によって形成された硬化層を下降させる工程、
一対のブレード間に光硬化性液を貯蔵しているリコータを液面に沿って移動させる工程、
一対のブレード間に光硬化性液を貯蔵していないリコータを液面に沿って移動させる工程、
を備えている光造形方法。
【請求項８】
同一層において、光硬化性液を貯蔵しているリコータを少なくとも１回移動させ、光硬化性液を貯蔵していないリコータを少なくとも１回移動させることを特徴とする請求項７の光造形方法。
【請求項９】
少なくとも一部の層では、光硬化性液を貯蔵しているリコータを移動させる工程と、光硬化性液を貯蔵していないリコータを移動させる工程を実行することを特徴とする請求項７又は８の光造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光造形装置と光造形方法に関する。詳しくは、リコータが硬化層の上に光硬化性液を導入したときに生じる液面の盛り上がり（過剰な厚みの液層）を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光照射手段と下降手段とリコータを備えている光造形装置が知られている。光照射手段は、液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する。下降手段は、光の照射によって形成された硬化層を下降させる。リコータは、液面に沿って移動可能であり、移動することによって硬化層の上に光硬化性液を導入する。
光造形装置によると、光照射工程と下降工程とリコート工程が繰返し実行される。光照射工程では、液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する。この結果、照射範囲において硬化層が形成され、形成された硬化層は直下の硬化層に積層される。下降工程では、光の照射によって形成された硬化層を下降させる。リコート工程では、リコータを液面に沿って移動させることによって硬化層の上に光硬化性液を導入する。光造形方法では、光照射工程と下降工程とリコート工程を繰返すことによって、硬化層を積層して任意形状の物体を造形する。
広範囲に拡がる硬化層の上に液層を導入する場合、リコータが硬化層の上方を移動している間に、光硬化性液が枯渇してしまうことがある。それを防ぐために、一対のブレードを備えており、その間に光硬化性液を貯蔵可能なリコータが開発されている。その光造形装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４４１２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
硬化層の上をリコータが移動して硬化層の上に液層を導入する場合、導入される液層の厚みは必ずしも一定にならない。例えば広範囲に拡がる硬化層の上に液層を導入する場合と、液状に残す範囲（通常は池と称される）を取囲む硬化層の上に液層を導入する場合を比較すると、前者の液層の厚みよりも後者の液層の厚みの方が厚くなりやすい。その原因は必ずしも明らかではないが、池の範囲をリコータが移動する場合には、リコータの下方が大きく開いていて液体が比較的に自由に流通できる状態にあるのに対し、硬化層の上をリコータが移動する場合には、リコータの下方に硬化層が存在しているために液体の流通が制約される状態にあるのが影響しているものと推測されている。その理由はともかく、現実に、リコータによって導入される液層の厚みは一定にならない。例えば水平に広がっている範囲の一部に液状に残る池を有する硬化層の上に液層を導入する場合、水平に一様に広がっている範囲の液層に比して、液状に残る池の範囲とその池を取囲む硬化層上の範囲では液層が盛り上がってしまう。その状態のままで光硬化性液に光を照射すると、池を取囲む範囲では硬化層が盛り上がってしまう。それを繰返していくと、池を取囲む範囲では造形形状が盛り上がることになり、造形物の高さ方向の形状精度が悪化する他、盛り上がった硬化層とリコータと干渉して造形不能となることもある。
【０００５】
上記の問題を解決するために、種々の工夫がなされている。一つの方法では、リコータの移動直後には池とその池を取囲む範囲で液層が盛り上がっていても、時間が経過すると液面が水平に復帰することから、それを待って光を照射し始める。他の一つの方法では、硬化層の上に液層を導入するリコータの移動速度を低速化する。原因は不明であるが、リコータの移動速度を低速化すると、リコータで導入された液が池とその池を取囲む範囲で盛り上がる現象を抑制することができる。
しかしながら、リコータの移動速度を低速化する方法や、光照射の開始タイミングをリコータの移動完了タイミングから遅延させる方法では、光造形に要する時間が長時間化してしまう。
本発明は、上記課題を解決するために創作されたものであり、リコータで導入した液層の厚みが均一とならないという問題に効果的に対処できる技術を創作した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明で創作された光造形装置は、液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する手段と、光の照射によって形成された硬化層を下降させる手段と、リコータを備えている。リコータは、一対のブレードを備えており、その一対のブレード間に光硬化性液を貯蔵可能であり、液面に沿って移動可能である。その他に、リコータに光硬化性液を貯蔵している状態と貯蔵していない状態を切換える手段と、リコータ移動手段を備えている。リコータ移動手段は、光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、次いで光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータを移動させる。
上記の光造形装置では、リコータ移動手段が光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させるので、硬化層の上に液層が導入される。ただしそれだけであると、リコータで導入された液層の厚みが均一とならないことがある。上記の光造形装置では、それに続けて、リコータ移動手段が光硬化性液を貯蔵していない状態でリコータを移動させるので、過剰な厚みの液が除去され、液層の厚みが均一化される。
この技術によると、光照射の開始タイミングをリコータの移動完了から遅延させる必要がない。また硬化層の上に液層を導入するためのリコータの移動速度を低速化する必要もない。この技術によると、硬化層の上方をリコータが少なくとも１往復することになる。それでも、リコータの移動速度を低速化することによって導入される液層の厚みを均一化する技術や、光照射の開始タイミングをリコータの移動完了から遅延させることによって厚みが均一化された液層に光照射する技術に比して、光造形に要する時間を短縮することができる。
【０００７】
リコータ移動手段は、硬化層の上に過剰な厚みの液層が導入される速度で、光硬化性液を貯蔵しているリコータを移動させることが好ましい。
本技術では、光硬化性液を貯蔵していない状態でリコータを移動させることによって液層の厚みを均一化することから、リコータで導入する段階では、液層の厚みを均一化する必要がない。均一化の制約を受けることなくリコータの移動速度を設定できることから、リコータの移動速度を極めて高速化することができる。その後に光硬化性液を貯蔵していない状態でリコータを移動させなければ硬化層の上に過剰な厚みの液層が導入される程の高速度でリコータを移動させることができるので、光造形を高速化することができる。
【０００８】
リコータ移動手段は、光硬化性液を貯蔵している状態よりも光硬化性液を貯蔵していない状態で、リコータを高速に移動させることが好ましい。
そのようにしても、光硬化性液の液面の盛り上がりを除去することができる。光造形をさらに高速化することができる。
【０００９】
光造形装置が、光硬化性液の液面の高さを調整する手段を備えており、その液面調整手段が、光硬化性液を貯蔵している状態でリコータが移動した後に液面の高さを変動させ、光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータが移動した後に液面を元の高さに戻すことが好ましい。
光造形する物体の形状によっては、光硬化性液を貯蔵していない状態のリコータを移動させても、液面の盛り上がりを除去しきれないことがある。例えば、池を囲む壁の高さが低く、その外側に平面が広がっているような形状を造形する場合には、壁の上部に導入された過剰の厚みの液を除去しきれないことがある。
このような場合でも、例えば、液面を下げた状態で光硬化性液を貯蔵していないリコータが移動すると、過剰の厚みの液を効果的に除去することができる。液面の盛り上がりを除去してから液面を元に戻すことによって、光造形を正常に継続することができる。
【００１０】
液面調整手段の作動と不作動を選択する手段を備えていることが好ましい。
液面を下げなければ液面の盛り上がりを除去できないか、あるいは液面を下げなくても液面の盛り上がりを除去できるかに応じて、液面調整手段が作動したり作動しなかったりを選択できるようにしておくと、無駄な作業時間を要しない。
ここで、選択とは、手動選択と、自動選択の双方の意を含んでいる。
【００１１】
「光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、次いで光を照射する態様」と「光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させ、光硬化性液を貯蔵しない状態でリコータを移動させ、次いで光を照射する態様」を選択する手段を備えていることが好ましい。
層によっては、光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させるだけで適正な厚みの液層が導入され、その後に液面の盛り上がりを除去する必要がない場合がある。上記の態様の間で選択できるようにしておくと、無駄な作業時間を要しない。
ここで、選択手とは、手動選択と、自動選択の双方の意を含んでいる。
【００１２】
本発明で創作された光造形方法は、液槽に貯留している光硬化性液の液面に光を選択的に照射する工程と、光の照射によって形成された硬化層を下降させる工程と、一対のブレード間に光硬化性液を貯蔵しているリコータを液面に沿って移動させる工程と、一対のブレード間に光硬化性液を貯蔵していないリコータを液面に沿って移動させる工程を備えている。
上記工程を備える光造形方法によれば、光硬化性液を貯蔵していないリコータを液面に沿って移動させることによって、液面の盛り上がりを除去することができる。光照射の開始タイミングをリコータの移動完了から遅延させる必要がない。また硬化層の上に液層を導入するためのリコータの移動速度を低速化する必要もない。光造形に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
同一層において、光硬化性液を貯蔵しているリコータを少なくとも１回移動させ、光硬化性液を貯蔵していないリコータを少なくとも１回移動させることが好ましい。
リコータを１回移動させるだけでは硬化層の上に液層を導入しきれない場合には、光硬化性液を貯蔵しているリコータを２回以上移動させることが有用である。
リコータを１回移動させるだけでは液面の盛り上がりを除去しきれない場合には、光硬化性液を貯蔵していないリコータを２回以上移動させることが有用である。
【００１４】
層によっては、光硬化性液を貯蔵している状態でリコータを移動させるだけで適正な厚みの液層が導入され、その後に液面の盛り上がりを除去する必要がない場合がある。そのような層では、光硬化性液を貯蔵していないリコータを移動させる工程を実行する必要がない。
本発明の方法は、全層において実行されるとは限られない。一部の層のみで、光硬化性液を貯蔵しているリコータを移動させる工程と、光硬化性液を貯蔵していないリコータを移動させる工程が実行されることがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（１）光造形装置のリコータは、サポート、第１ブレード、第２ブレード、ボードを備えている。サポートは、第１ブレードと第２ブレードを平行に維持し、かつ短手方向が垂直方向を向くように支持する。ボードは、サポートに装着された状態でブレード間に配置され、昇降機構に駆動されて昇降する。リコータは、ボードが下方位置に配置されると、表面張力によってブレード間に光硬化性液に貯蔵する。ボードが上方位置に配置された状態では、ブレード間に光硬化性液を貯蔵しない。
（２）光造形によって形成するモデルは、硬化層が硬化される毎に下降する。下降したモデルの上面は、光硬化性液の液面よりも下方に配置される。リコータは、ブレード間に光硬化性液を貯蔵した状態で、モデルの上方を水平方向に移動することによって、モデルの上面を光硬化性液で被覆する。さらにリコータは、ブレード間に光硬化性液を貯蔵しない状態でモデルの上方を移動して、光硬化性液の液面が盛り上がった部分を除去する。
（３）モデルの形状によっては、ブレード間に光硬化性液を貯蔵しない状態のリコータが光硬化性液で被覆されているモデルの上方を移動しても、液面の盛り上がった部分を除去できないことがある。この場合には、ブレード間に光硬化性液を貯蔵したリコータがモデルの上方を移動してから、光硬化性液の液面を一旦低くする。光硬化性液の液面を低くしてから、ブレード間に光硬化性液を貯蔵していない状態のリコータがモデルの上方を移動する。すると、光硬化性液の液面を低くしなかった場合には除去できなかった液面の盛り上がった部分を除去することができる。その後に液面を元に戻す。
（４）層によって、液面の上下調整を実施したり、実施しなかったりする。その選択は、予め選択しておく。
（５）層によって、ブレード間に光硬化性液を貯蔵していない状態のリコータがモデルの上方を移動する工程を実施したり、実施しなかったりする。その選択は、予め選択しておく。
【実施例】
【００１６】
本発明の光造形装置に係る一実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、光造形装置１０は、液槽１２、レーザ発振器１６、ガルバノミラー１５、テーブル１９、リコータ１８、液面調整体２０を備えている。液槽１２には、光硬化性液１４が貯留されている。ガルバノミラー１５は、液槽１２の上方に配置されており、レーザ発振器１６から照射されたレーザ光を硬化性液１４に向けて反射する。ガルバノミラー１５がレーザ光の照射方向を変化させると、硬化性液１４の液面１４ａが選択的に走査され、造形するモデル１７の一層分の硬化層が形成される。硬化層が形成されてから、テーブル１９は硬化層の一層厚さ分だけ下降する。
光造形装置１９が形成する硬化層の一層分の厚さが小さい場合、すなわち、テーブル１９の一回毎の下降量が小さい場合には、光硬化性液１４の表面張力によって、モデル１７の上面に光硬化性液１４が流れ込みにくくなる。リコータ１８は、このような場合であっても、モデル１７の上面を光硬化性液１４で確実に被覆するために設けられている。リコータ１８はレール２に沿って移動可能であり、レール２に沿って移動するとリコータ１８の下端が液面１４ａに沿って移動する。造形時には、テーブル１９が下降することによって硬化層が液面から沈められた後に、リコータ１８がモデル１７の上方を水平方向に移動する。すると、リコータ１８によって光硬化性液１４の液面１４ａが掃引され、モデル１７の上面が光硬化性液１４によって被覆される。
液面調整体２０は、部分的に光硬化性液１４に浸けられている。液面調整体２０が上昇すると、光硬化性液１４の液面１４ａは低くなる。液面調整体２０が下降すると、光硬化性液１４の液面１４ａは高くなる。
【００１７】
図２に示すように、リコータ１８は、サポート２１、第１ブレード２２、第２ブレード２３、ボード２４、走行装置６、昇降装置４を有している。図３に良く示すように、サポート２１は、連結部材２５を介して第１ブレード２２を支持している。また、サポート２１は、連結部材２６を介して第２ブレード２３を支持している。第１ブレード２２の下端部には、外方を向く切刃２２ａが形成されている。第２ブレード２３の下端部にも、外方を向く切刃２３ａが形成されている。ボード２４は、サポート２１に装着されており、昇降装置４によって、図３に示す下方位置と、図４に示す上方位置と、図３に示す下方位置よりもさらに低い吸着位置のいずれかに切換えられる。
【００１８】
図２１は、昇降装置４の構成を具体的に図示している。昇降装置４は、昇降機構５０と、昇降制御回路５１を備えている。昇降機構５０は、本体５２、第１ステップモータ５３、第２ステップモータ５４、ボード２４を有している。第１ステップモータ５３と第２ステップモータ５４は、本体５２の下面に装着されている。第１ステップモータ５３の回転軸であるボールネジ５５は、その軸が垂直方向を向いている。同様に、第２ステップモータ５４のボールネジ５６の軸も垂直方向を向いている。ボード２４の上面には、第１フィッティング５７と第２フィッティング５８が設けられている。フィッティング５７、５８には、その上面に開口するネジ孔が形成されている。そして、第１ステップモータ５３のボールネジ５５は、第１フィッティング５７のネジ孔に螺合している。第２ステップモータ５４のボールネジ５６も、第２フィッティング５８のネジ孔に螺合している。ボールネジ５５、５６がフィッティング５７、５８に螺合している状態で、ボード２４は水平に配置される。
昇降制御回路５１は、パルス発生器６０、第１モータドライバ６１、第２モータドライバ６２有している。パルス発生器６０には、コントローラ８からの制御信号が入力される。パルス発生器６０は、第１モータドライバ６１を介して第１ステップモータ５３に接続されている。また、パルス発生器６０は、第２モータドライバ６２を介して第２ステップモータ５４にも接続されている。パルス発生器６０は、コントローラ８からの制御信号に従って、ステップモータ５３、５４のボールネジ５５、５６の回転方向と回転数を制御する。ボールネジ５５、５６の回転方向が切り換えられることによって、ボード２４は上昇したり下降したりする。第１ステップモータ５３と第２ステップモータ５４の回転は、同期をとって行われる。このため、ボード２４は、水平な姿勢を維持しながら昇降する。このような構成によれば、ガイドポストを設けることなく、ボード２４を水平姿勢に維持したまま昇降することができる。
走行装置６は、リコータ１８をレール２に沿って走行させる。
【００１９】
図５に示すように、リコータ１８は、レール２に沿って走行すると、ブレード２２、２３の下端面が光硬化性液１４の液面１４ａに接して走行する高さに調整されている。
昇降装置４がボード２４を吸着位置に下降させると、ボード２４の下面は液面１４ａよりも低くなり、光硬化性液１４の中に浸入する。この状態から、昇降装置４がボード２４を下方位置にまで引上げると、光硬化性液１４がボード２４の下面に吸着して持ち上がられ、第１ブレード２２とボード２４と第２ブレード２３に囲まれた空間に光硬化性液１４が吸入される（吸い上げられる）。この状態を、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されているという。図５は、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態を示す。昇降装置４がボード２４を上方位置にまで引上げると、光硬化性液１４をボード２４の下面に吸着できなくなり、第１ブレード２２とボード２４と第２ブレード２３に囲まれた空間から光硬化性液１４が流出する。この状態を、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されていないという。図１２は、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されていない状態を示す。ボード２４を上方位置に上昇させると、リコータ１８は、光硬化性液１４が貯蔵されていない状態に切換えられる。ボード２４を吸着位置に沈めてから下方位置にまで上昇させると、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態に切換えられる。
【００２０】
図５は、テーブル１９が下降することによって、造形途中のモデル３０の上面３０ａが光硬化性液１４の液面１４ａの下方に配置された状態を図示している。この状態では、光硬化性液１４は、その表面張力によって、モデル３０の上面３０ａの周縁から内側に入り込むことができない。従って、モデル３０の上面３０ａは、光硬化性液１４で被覆（コート）されていない。
モデル３０の上面３０ａに光硬化性液１４を導入する場合は、図６に示すように、昇降装置４がボード２４を下方位置におき、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態に切換え、走行装置６によってリコータ１８をレール２に沿って移動させる。リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態でモデル３０の上方を移動すると、リコータ１８は、モデル３０の上面３０ａを光硬化性液１４で被覆していく。そして、図７に示すように、リコータ１８がモデル３０の上方を通り過ぎると、モデル３０の上面３０ａは光硬化性液１４によって完全に被覆される。
図２に示すように、光造形装置１０には、レーザ発振器１６、ガルバノミラー１５、テーブル１９、液面調整体２０、リコータ１８の走行装置６、リコータ１８の昇降装置４の動作を制御するコントローラ８が設けられている。
【００２１】
図８に示すような、凹部（池）３２を有するモデル３１を光造形する場合について説明する。テーブル１９（図示省略）が下降すると、図９に示すように、造形途中のモデル３１の上面３３は、光硬化性液１４の液面１４ａの下方に配置される。このときには、モデル３１の上面３３は、光硬化性液１４によって被覆されていない。
リコータ１８の昇降装置４によってリコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態に切換え、走行装置６によってリコータ１８をモデル３１の上方を移動させて光硬化性液１４の液面１４ａを掃引すると、図１０に示すように、モデル３１の上面３３が光硬化性液１４によって被覆される。モデル３１のように、周りが囲まれた凹部（中海または池と通称される）３２を有する形状の場合、凹部３２の上方の液面１４ａが盛り上がる現象が生じる（以下、盛り上がった部分を「盛り上り部３６」と言う）。盛り上り部３６の高さは、モデル３１の上方を移動するリコータ１８の速度が早いほど大きくなる。盛り上り部３６の高さは、モデル３１の上面３３が被覆されてから時間が経過すると次第に低くなる。よって、リコータ１８の速度を遅くしたり、被覆されてから時間が経過するのを待ったりすれば、盛り上り部３６の高さを低くすることができる。しかし、それではモデル３１を光造形する時間がかかりすぎてしまう。
光硬化性液１４の液面１４ａが盛り上がった状態のままで、レーザ発振器１６からレーザ光を照射すると、盛り上がった部分もそのまま硬化してしまう。従って、モデル３１を精度良く造形することができなくなってしまう。また、液面１４ａに盛り上り部３６が形成されたまま硬化層を造形することを繰り返すと、硬化した盛り上り部３６（以下、「盛り上り硬化部３４」と言う）が積層されて次第に高くなる。すると、図１１に示すように、リコータ１８のブレード２２、２３の下端よりも、盛り上り硬化部３４の方が高くなる。この状態でリコータ１８がモデル３１の上方を移動すると、リコータ１８のブレード２２、２３と盛り上り硬化部位３４が干渉してしまう。
【００２２】
上述したように、リコータ１８のボード２４は、上方位置と下方位置の間で切換え可能である。ボード２４の上方位置では、ボード２４の下面に光硬化性液が吸着しない高さに設定されている。図１２は、リコータ１８が光硬化性液１４を吸着していない状態を図示している。
図１３に示すように、光硬化性液１４を貯蔵していない状態のリコータ１８が、モデル３１の上面を被覆している光硬化性液１４の液面１４ａを掃引すると、光硬化性液１４の盛り上り部３６が第１ブレード２２によって除去される。図１３では、リコータ１８が右から左に向かって掃引しているが、もちろん、左から右に向かって掃引し、光硬化性液１４の盛り上り部３６を第２ブレード２３で除去することもできる。図１４は、リコータ１８によって光硬化性液１４の盛り上り部３６が完全に除去され、モデル３１の上方の液面１４ａがフラットになった状態を図示している。
このように、光硬化性液１４を貯蔵していない状態のリコータ１８で掃引することによって、モデル３１の凹部３２の上方に形成された光硬化性液１４の盛り上り部３６を除去することができる。
【００２３】
本実施例では、テーブル１９が下降し、モデル３１の上面３３が液面１４ａの下方に配置された状態（図９参照）では、昇降装置４がボード２４を下方位置におき、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されている状態に切換え、走行装置６によってリコータ１８を移動させる。これによってモデル３１の上面３３に光硬化性液１４を導入する（図１０参照）。導入のための掃引が終わると、昇降装置４がボード２４を上方位置に上昇させ、リコータ１８に光硬化性液１４が貯蔵されていない状態に切換える（図１２参照）。この状態で、走行装置６によってリコータ１８を逆方向に移動させる（図１３参照）。この結果、光硬化性液１４の導入時に盛り上り部３６が形成されていても、その盛り上り部３６を除去することができる。
本実施例では、その後に光硬化性液を貯蔵していない状態でリコータ１８を移動させなければモデル３１の上面３３に過剰な厚みの液層が導入されて盛り上り部３６が形成される高速度で、光硬化性液を貯蔵しているリコータ１８を移動させてモデル３１の上面３３に光硬化性液１４を導入する。
その後に、リコータ１８を光硬化性液を貯蔵していない状態に切換えて、モデル３１の上面３３を再度掃引する。このときにはさらに高速度でリコータ１８を移動させる。盛り上り部３６を除去するための掃引は高速度で行うことができる。本実施例では、光硬化性液を貯蔵している状態よりも光硬化性液を貯蔵していない状態で、リコータ１８を高速に移動させる。
【００２４】
本実施例では、昇降装置４とコントローラ８によって、リコータ１８に光硬化性液１４を貯蔵している状態と貯蔵していない状態を切換える手段が構成されている。また、昇降装置４と走行装置６とコントローラ８によって、光硬化性液１４を貯蔵している状態でリコータ１８を移動させ、次いで光硬化性液１４を貯蔵していない状態でリコータ１８を移動させる手段が構成されている。
本実施例のように、光硬化性液１４の表面張力を利用して第１ブレード２２と第２ブレード２３との間に光硬化性液１４を貯蔵するのではなく、ブレード間にサクション（負圧）を加えて、ブレード間に光硬化性液を貯蔵する技術も知られている。この技術でも、ブレード間に加えるサクションを中断し、ブレード間に光硬化性液を吸引しない状態とし、その状態のリコータで光硬化性液の液面を掃引することによって、光硬化性液の盛り上り部を除去することができる。
【００２５】
図１５に示す形状のモデル４０を光造形する場合について説明する。モデル４０は、本体部４１と、本体部４１から張出した張出部４２を有している。本体部４１には、凹部４３が形成されている。このような形状のモデル４０でも、既に説明したモデル３１と同様に、リコータ１８で液面１４ａを掃引すると、凹部４３の上方に光硬化性液１４の盛り上り部が形成される。
モデル４０のような形状では、図１６に示すように、リコータ１８が光硬化性液１４を貯蔵していない状態で、リコータ１８が右から左に向かって液面１４ａを掃引しても、盛り上り部４６が除去されない。これは、張出部４２の上面４５の液面１４ａからの深さＨが浅いためであると推定できる。
そこで、このような場合には、モデル４０の上面４４を光硬化性液１４で被覆してから、図１７に示すように、光硬化性液１４の液面１４ａを低下させる。液面１４ａの低下は、液面調整体２０を上昇させることによって行う。次に、光硬化性液１４を貯蔵していない状態のリコータ１８で、光硬化性液１４の盛り上り部４６を掃引する。液面１４ａを低下させたので、図１８に示すように、光硬化性液１４の盛り上り部４６は除去される。最後に、図１９に示すように、光硬化性液１４の液面１４ａを元の液位まで戻すと、モデル４０の上方にフラットな液面１４ａが形成される。
光造形による硬化層の積層が進んでゆき、図２０に示すように、モデル４０の本体部４１が高くなった場合には、張出部４２の影響がなくなり、光硬化性液１４を貯蔵していない状態のリコータ１８で盛り上り部４６を除去することが可能になる。従って、光硬化性液１４の盛り上り部４６を除去する際の張出部４２の影響がなくなった以降は、液面１４ａを低下させる処置は中止する。液面１４ａの低下を中止するタイミングは、モデルの形状によって設定する。
モデル４０の上面４４を光硬化性液１４で被覆してから、光硬化性液１４の液面を上昇させ、その後にリコータ１８がモデル４０の上方を移動してもよい。そして、光硬化性液１４の液位を元に戻す。このようにしても、盛り上り部４６を除去することができる。
【００２６】
層によっては、ブレード間に光硬化性液を貯蔵している状態のリコータがモデルの上方を移動するだけで適切な厚みの液層が導入され、その後に、ブレード間に光硬化性液を貯蔵していない状態に切換えてリコータでモデルの上方を再度移動させる必要がないこともある。このような層については、ブレード間に光硬化性液を貯蔵していない状態でモデルの上方を移動する工程を省略することができる。本発明は、一部の層にのみ選択的に適用することもでき、選択的に適用することが有用な場合もある。
ブレード間に光硬化性液を貯蔵している状態のリコータがモデルの上方を移動する回数は１回に限られない。複数回に亘ってリコータがモデルの上方を移動することがある。
ブレード間に光硬化性液を貯蔵していない状態のリコータがモデルの上方を移動する回数も１回に限られない。複数回に亘ってリコータがモデルの上方を移動することがある。
【００２７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
リコータ１８を、その長手方向が移動方向に対して垂直な状態で移動させるのではなく、長手方向が移動方向に対して傾斜した状態で移動させることもできる。長手方向が移動方向に対して傾斜した状態でリコータ１８を移動させると、除去した光硬化性液１４がリコータ１８の端部に向けて流れやすくなる。このため、光硬化性液１４を効率的に除去することが可能になる。リコータ１８の平面視形状を、Ｖ字状とすることもできる。このようにすると、ラッセル車が雪を除去するようにして、光硬化性液１４を効率的に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光造形装置の模式的断面図。
【図２】リコータの斜視図。
【図３】図２のII−II線矢視図（ボード下方位置）。
【図４】図２のII−II線矢視図（ボード上方位置）。
【図５】リコータがモデル上を移動する前の断面図。
【図６】リコータがモデル上を移動中の断面図。
【図７】リコータがモデル上を通過した後の断面図。
【図８】モデルの斜視図。
【図９】リコータがモデル上を移動する前の断面図。
【図１０】リコータがモデル上を通過した後の断面図。
【図１１】モデル上面が盛り上がった状態の断面図。
【図１２】リコータが光硬化性液を貯蔵していない状態の断面図。
【図１３】リコータが盛り上り部を除去している状態の断面図。
【図１４】リコータが盛り上り部を除去した後の断面図。
【図１５】モデルの斜視図。
【図１６】リコータがモデル上を通過した後の断面図。
【図１７】液面を低下した状態の断面図。
【図１８】リコータが盛り上り部を除去した後の断面図。
【図１９】液面を元に戻した状態の断面図。
【図２０】光造形が進捗したモデルの断面図。
【図２１】昇降装置の構成図。
【符号の説明】
【００２９】
２：レール
４：昇降装置
６：走行装置
８：コントローラ
１０：光造形装置
１２：液槽
１４：光硬化性液、１４ａ
１５：ガルバノミラー
１６：レーザ発振器
１７：モデル
１８：リコータ
１９：テーブル
２０：液面調整体
２１：サポート
２２：第１ブレード、２２ａ：切刃
２３：第２ブレード、２３ａ：切刃
２４：ボード
２５、２６：連結部材
３０：モデル、３０ａ：上面
３１：モデル
３２：凹部
３３：上面
３４：盛り上り硬化部
３６：盛り上がり部
４０：モデル
４１：本体部
４２：張出部
４３：凹部
４４、４５：上面
４６：盛り上り部
５０：昇降機構
５１：昇降制御回路
５２：本体
５３：第１ステップモータ
５４：第２ステップモータ
５５、５６：ボールネジ
５７：第１フィッティング
５８：第２フィッティング
６０：パルス発生器
６１：第１モータドライバ
６２：第２モータドライバ
【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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【図９】
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【図１０】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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