(57)【要約】【課題】高精度な造形物を形成することができる造形装置およびその情報処理情報等を提供すること。【解決手段】情報処理装置は、ステージと、規制体と、照射ユニットと、移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、取得部と、照射位置制御部と、補償部とを備える。前記取得部は、複数のスライス画像データを取得するように構成される。前記照射位置制御部は、材料の積層の層数に応じて、前記ステージの造形面内での、前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成される。前記補償部は、前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成される。【選択図】図１
2018083354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、
前記複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域が基準照射位置である場合、前記補償部は、前記基準照射位置からの前記照射位置のシフト量に応じて、前記基準位置をシフトするように構成される
情報処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、
前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射し、
前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射する
情報処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせる
情報処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、基準照射位置を中心として、前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定する
情報処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の情報処理装置であって、
前記移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を、前記造形面内での相対移動方向で往復移動させ、
前記照射位置制御部は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射する
情報処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記層数ごとの前記照射位置の変化を表す複数のプロファイルのうち１つのプロファイルによる造形処理をユーザーが選択するための情報を提示する提示部
をさらに具備する情報処理装置。
【請求項８】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、
前記複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する情報処理装置。
【請求項９】
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する造形装置。
【請求項１０】
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する造形装置。
【請求項１１】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理方法であって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
情報処理方法。
【請求項１２】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理方法であって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
情報処理方法。
【請求項１３】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられるプログラムであって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
ことを前記造形装置に実行させるプログラム。
【請求項１４】
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられるプログラムであって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
ことを前記造形装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光等のエネルギー線で硬化する材料により３次元の物体を形成する造形装置、これに用いられる情報処理装置、情報処理方法、およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
造形装置の主な方式の１つとして、例えば光造形方式は、光硬化性樹脂にレーザ光を部分選択的に照射することにより、樹脂の所望の部分を硬化させて描画し、造形物を形成する方式である。光造形方式の中でも、規制液面法と呼ばれる方式では、光硬化性樹脂の液面が例えば平坦なガラス面により規制され、そのガラスを介して、レーザ光が液面とガラス面との界面にフォーカスされることで描画される。
【０００３】
特許文献１、２に記載の造形装置は、例えば円筒状のドラムを備え、ドラムと造形ステージとの間に一方向に長いスリット領域を形成して、このスリット領域内で光硬化性材料に光を照射する。これは１次元規制液面法と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-40757号公報
【特許文献２】特開2015-120261号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
造形装置による造形精度を高めること、つまり高精度に造形物を形成することの要求は年々高まっている。
【０００６】
本開示の目的は、高精度な造形物を形成することができる造形装置およびその造形物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、一形態に係る情報処理装置は、ステージと、規制体と、照射ユニットと、移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、取得部と、照射位置制御部と、補償部とを備える。
前記ステージは、造形物が形成される造形面を有する。
前記規制体は、近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能である。
前記照射ユニットは、造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する。
前記移動機構は、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる。
前記取得部は、前記複数のスライス画像データを取得するように構成される。
前記照射位置制御部は、前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成される。
前記補償部は、前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成される。
【０００８】
この造形装置では、材料の層数に応じて、ステージおよび規制体の造形面内での相対移動方向における照射位置が制御されるので、層数ごとに最適な照射位置を実現できる。これにより、造形精度を高めることができる。その場合、補償部によりスライス画像データの基準位置を補償することにより、照射位置の変化に伴う物理的な造形位置のずれの発生を防止できる。
【０００９】
前記照射ユニットは、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域が基準照射位置である場合、前記補償部は、前記基準照射位置からの前記照射位置のシフト量に応じて、前記基準位置をシフトするように構成されていてもよい。これにより、照射位置の変化に伴う物理的な造形位置のずれの発生を防止できる。
【００１０】
前記照射位置制御部は、前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射してもよい。また、前記照射位置制御部は、前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射してもよい。
【００１１】
層数が比較的多い第２の範囲では、第１領域とは異なる第２領域にある材料にエネルギー線が照射される。これにより、比較的多い量の材料が硬化され、その硬化物が保持領域の第１領域で圧迫されて、前層までの硬化物に最新の硬化層を確実に密着させることができる。その結果、高精度な造形物が形成される。
【００１２】
前記照射位置制御部は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせてもよい。
【００１３】
前記照射位置制御部は、基準照射位置を中心として、前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定してもよい。
【００１４】
エネルギー線が照射されて材料が硬化した後、その硬化物が、保持領域の第１領域を通る時に、ステージまたはステージに密着した前層までの硬化物と、規制体との間で圧迫されて、ステージまたは前層までの硬化物に最新の硬化物を密着させることができる。その結果、造形精度を高めることができる。
【００１５】
前記移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を、前記造形面内での相対移動方向で往復移動させ、前記照射位置制御部は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射してもよい。これにより、造形速度が向上し、生産性を高めることができる。
【００１６】
前記情報処理装置は、前記層数ごとの前記照射位置の変化を表す複数のプロファイルのうち１つのプロファイルによる造形処理をユーザーが選択するための情報を提示する提示部をさらに具備してもよい。
【００１７】
他の一形態に係る情報処理装置は、上記照射位置制御部に代えて、前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部を備える。
【００１８】
一形態に係る造形装置は、上記の情報処理装置を備える造形装置である。
【００１９】
一形態に係る情報処理方法は、上記の情報処理装置が実行する方法である。
【００２０】
一形態に係るプログラムは、上記の情報処理方法を造形装置（または情報処理装置）が実行するプログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本技術によれば、高精度な形状の造形物を形成することができる。
【００２２】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係る造形装置を示す模式的な側面図である。
【図２】図２は、図１に示す造形装置の正面図である。
【図３】図３は、ステージおよびドラムを拡大して示す図である。
【図４】図４は、制御部の主要な構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニットのｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例１）である。
【図６】図６は、照射ユニットおよび照射位置が基準照射位置からシフトした状態を示す。
【図７】図７は、他の例に係る樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニットのｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例２）を示す。
【図８】図８Ａは、実施形態２に係る造形装置を示す側面図である。図８Ｂは、照射ユニットおよび照射位置が基準照射位置からシフトした状態を示す。
【図９】図９は、実施形態２に係る造形装置による、層数と照射位置のシフト量との関係を示すグラフである
【図１０】図１０は、実施形態３に係る造形装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
１．実施形態１
【００２６】
１．１）造形装置の構成
【００２７】
図１は、本技術の一実施形態に係る造形装置を示す模式的な側面図である。図２は、図１に示す造形装置１００の正面図である。造形装置１００は、ステージ１０、規制体としてのドラム３０、ノズル２０を有する材料供給機構、照射ユニット４０、ステージ移動機構６０、照射ユニット移動機構４５、および制御部５０を主に備える。
【００２８】
説明の便宜のため、造形装置１００が配置される３次元空間において、高さ方向に沿う鉛直軸をｚ軸とし、ｚ軸に垂直な水平面に沿う２軸をｘ、ｙ軸とする。
【００２９】
ステージ１０は、造形物が形成される側の表面である造形面１２を有する。ステージ１０は、ドラム３０より上方に配置され、造形面１２をドラム３０がある側に向けて配置されている。水平面であるｘ−ｙ平面に対して、ｙ軸を中心とする回転方向に特定の傾斜角度で造形面１２が傾斜するように、ステージ１０が配置されている。ｘ−ｙ平面に対するその傾斜角度は任意に設定される
【００３０】
説明の便宜のため、（ｘ、ｙ、ｚ）座標系をｙ軸周りで、ステージ１０の傾斜角分回転させた座標系を、（ｘ'、ｙ'、ｚ'）座標系と定義する。
【００３１】
ドラム３０は、その円筒の長手方向の軸がｙ軸に沿うように配置されている。ドラム３０は、照射ユニット４０から出射されるエネルギー線を透過する材料で構成されている。造形物を構成する材料に光硬化樹脂が用いられる場合、エネルギー線としては光が用いられる。以下、造形物を構成する材料を樹脂材料と言う。典型的には、樹脂材料が紫外線硬化性樹脂であり、エネルギー線が紫外線である。ドラム３０の材料としては、その紫外線を透過するような透明なもの、例えばガラスまたはアクリル等が用いられる。
【００３２】
材料供給機構は、樹脂材料をドラム３０とステージ１０との間に供給可能に構成される。具体的には、材料供給機構におけるノズル２０は、ドラム３０とステージ１０との間に配置され、ドラム３０の円筒形状の表面と、ステージ１０の造形面１２との間に樹脂材料Ｒ（図３参照）を供給するように構成される。ノズル２０は、ｙ方向に沿って設けられた複数のノズルで構成されるか、または、ｙ方向に沿って長い形状の吐出スリットを有して構成される。
【００３３】
材料供給機構は、図示しないが、樹脂材料を貯溜するタンク、ノズル２０に接続された配管、配管に設けられたバルブ、樹脂材料を圧送するポンプ等を有する。
【００３４】
図３は、ステージ１０およびドラム３０を拡大して示す図である。ドラム３０の表面３２はステージ１０に近接する近接領域Ｋを有する。ドラム３０は、その近接領域Ｋとステージ１０の造形面１２との間に、樹脂材料Ｒを保持する保持領域Ｈを形成するように、ステージ１０に対して配置される。樹脂材料Ｒは、主に表面張力により保持される。
【００３５】
ドラム３０がステージ１０の造形面１２の下方に配置され、かつ、ステージ１０が傾斜していることにより、造形面１２のｘ'方向に沿って斜め下方へ未硬化の樹脂材料Ｒが流れて除去されやすくなる。
【００３６】
保持領域Ｈは、近接領域Ｋのうちステージ１０に最も近い領域（最近接領域）の位置に最狭部（第１領域）Ｈｃを有する。保持領域Ｈは、最狭部Ｈｃから、ドラム３０の表面３２の円周方向に沿って数mm〜数cm程度の範囲における、ドラム３０とステージ１０との間の空間領域である。なお、保持領域Ｈの、ドラム３０の円周方向での範囲は、樹脂材料Ｒ、ドラム３０の材料、および／または、ドラム３０の大きさにより変わる値であり、上記のような数mm〜数cmの範囲に限られない。
【００３７】
最狭部Ｈｃにおける、造形面１２と、ドラム３０の表面３２との距離は、実質的には、樹脂材料Ｒの硬化層１層分の厚さと同じである。その距離は例えば50μm〜500μmであるが、完成時の造形物のサイズや精細度等により、任意に設定可能である。
【００３８】
造形装置１００は、図３に示すようにｙ方向に沿う円筒中心軸Ｐを中心にドラム３０を回転させるモータ（図示を省略）をさらに備える。例えば、１または複数層ごとの露光の都度、ドラム３０を所定角度回転させることにより、ステージ１０に対する近接領域Ｋを変更する時、あるいはメンテンナンス時に、モータはドラム３０を回転する。
【００３９】
照射ユニット４０は、ドラム３０の円筒の内部に配置される。照射ユニット４０は、造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、ドラム３０を介して、保持領域Ｈに保持された樹脂材料Ｒの領域に選択的に光を照射する。照射ユニット４０は、図示しないレーザー光源、ポリゴンミラー、およびレンズ系を備え、これらの部品が例えば１つの筐体内に収容されて構成されている。ポリゴンミラーの代わりに、ガルバノミラーが用いられてもよい。
【００４０】
図１に示すように、ステージ移動機構６０は、第１移動機構６１および第２移動機構６２を有する。第１移動機構６１は、所定の傾斜角度で配置されたステージ１０の造形面１２に沿うｘ'方向にステージ１０を移動させるように構成される。第２移動機構６２は、樹脂材料Ｒの積層方向、すなわちドラム３０に対してステージ１０が離接する方向（ｚ'方向）に、ステージ１０を移動させるように構成されている。
【００４１】
これら第１移動機構６１および第２移動機構６２は、ボールネジ駆動、ラックアンドピニオン駆動、またはベルト駆動など、各種の公知の駆動機構により構成される。
【００４２】
制御部５０は、ステージ移動機構６０、照射ユニット移動機構４５、材料供給機構、ドラム３０のモータの各動作を制御するように構成されている。制御部５０は、情報処理装置として機能する。制御部５０は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を搭載したコンピュータにより構成される。制御部５０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）を含んでいてもよい。
【００４３】
制御部５０は、造形装置１００に一体に組み込まれていてもよいし、造形装置１００とは別体のコンピュータ（例えばＰＣ）として設けられていてもよい。あるいは、制御部５０の一部の機能が造形装置１００に組み込まれ、他の一部の機能が別体のコンピュータに組み込まれていてもよい。
【００４４】
照射ユニット移動機構４５は、照射ユニット４０に接続されており、照射ユニット４０を少なくともｘ'方向にシフトさせるように構成されている。その駆動方式としては、上記公知の駆動機構が用いられる。
【００４５】
図４は、制御部５０の主要な構成を示すブロック図である。制御部５０は、データ取得部（取得部）５１、照射位置制御部５３、および補償部５５を有する。
【００４６】
データ取得部５１は、上述した複数のスライス画像データを取得する機能を有する。３次元データとしては、例えばＳＴＬ（Standard Triangulated Language, または STereoLithography）形式のものが用いられる。データ取得部５１は、３次元データの積層データであるスライス画像を生成し、グレースケール処理、ディストーション補正等の処理を経て、最終的なスライス画像データを得る。データ取得部５１は、それら角処理を実行する機能を有していてもよいし、別のコンピュータで生成された最終的な複数のスライス画像データを取得するようにしてもよい。
【００４７】
照射位置制御部５３は、樹脂材料の積層の層数に応じて、照射ユニット移動機構４５の駆動を制御する機能を有する。これにより、照射位置制御部５３は、造形面１２内での、ステージ１０およびドラム３０の相対移動方向、つまりｘ'方向における、樹脂材料への光の照射位置を可変に制御する。
【００４８】
補償部５５は、上記照射位置の変化に応じて、複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する機能を有する。
【００４９】
１．２）基準照射位置とスライス画像データの基準位置との関係
【００５０】
最狭部Ｈｃにある樹脂材料に光を照射するような位置に照射ユニット４０が配置される場合、このｘ'軸上での照射位置を基準照射位置Ｂとする。また、このときの制御部５０の処理において、スライス画像データが配置される座標（仮想的にｘ'軸に対応する）上の位置を基準位置とする。すなわち、照射ユニット４０は、基準照射位置Ｂにおける露光処理では、スライス画像データの基準位置を基準照射位置に対応させて光を照射することになる。
【００５１】
スライス画像データの座標上の基準位置は、例えば矩形画像内の任意の点、例えば頂点４点のうち少なくとも１点、中心点などが挙げられる。
【００５２】
１．３）造形装置の動作
【００５３】
レーザー光源から出射されたレーザービームが、ポリゴンミラーの駆動により、図２に示すようにｙ'方向の１ラインに沿ってスキャンされる。１ライン分のスキャンの間、レーザー光源は、造形物の断面データ（のｙ'方向の１ライン分のデータ）に基づいて照射のON/OFFを繰り返す。これにより、そのｙ'方向の１ライン分に沿う樹脂材料Ｒの領域が選択的に露光される。
【００５４】
第１移動機構６１がステージ１０をｘ'方向に移動させながら、上記１ライン分の選択露光が繰り返されることにより、１層分の造形物が形成される。基本的には、第１移動機構６１によるステージ１０の片道移動時、すなわち、図３ではステージ１０がｘ'方向に沿って左上方向に上昇する過程で、露光が行われる（往路移動時の露光）。
【００５５】
１層分の露光処理が終了すると、制御部５０は照射ユニット４０による光照射を停止し、ステージ１０が図３中ｘ'方向に沿って右下方向に移動し元の位置に戻る。照射ユニット４０は、基本的には、ステージ１０の右下方向への戻り移動時（復路の移動時）には樹脂材料Ｒを露光しない。
【００５６】
造形装置１００は、第２移動機構６２がステージ１０をｚ'方向に移動させながら、上記の動作を樹脂材料Ｒの１層ごとに行うことにより、３次元の造形物を形成する。
【００５７】
１．４）照射ユニット（照射位置）のシフト動作
【００５８】
１．４．１）例１
【００５９】
図５は、造形装置１００の動作において、樹脂材料（硬化物）の積層の数（層数）と、照射ユニット移動機構４５による照射ユニット４０のｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例１）である。例えば制御部５０は、造形装置１００に電源が投入された場合、このグラフのデータを読み込み、このグラフのプロファイルにしたがって、照射ユニット移動機構４５の駆動を制御する。
【００６０】
層数が例えば1以上15以下の間（第１の範囲）の露光処理では、基準照射位置で露光が行われるような位置に照射ユニット４０が配置される。
【００６１】
層数が16以上（第２の範囲）の露光処理では、照射ユニット移動機構４５は、照射ユニット４０を基準照射位置から所定距離分、ｘ'軸に沿って右下方向にシフトさせる。これにより、図６に示すように、そのシフト量分だけ照射位置が基準照射位置Ｂにある最狭部Ｈｃからシフトする。その結果、層数が16以上では、照射ユニット４０は、保持領域Ｈのうち、最狭部Ｈｃから当該シフト量分離れた領域（第１領域とは異なる第２領域）にある樹脂材料に光を照射する。照射位置のシフト量の最大範囲は保持領域Ｈの範囲内にある。
【００６２】
図５に示すグラフの例では、シフト量は例えば600μmとなっているが、樹脂材料やエネルギー線の種類などにより適宜変更可能である。
【００６３】
ここで、照射位置のシフト方向は、上記したように、基準照射位置Ｂにある最狭部Ｈｃを中心として、ステージ１０の進行方向（左上方向）の反対側への方向（右下方向）である。つまり、最狭部Ｈｃから離れた領域で光照射されて形成された硬化物が、ステージ１０の進行方向へ動き、最狭部Ｈｃを通過する時、ステージ１０、またはステージ１０に密着した前層までの硬化物と、ドラム３０との間で圧迫される。したがって、ステージ１０または前層までの硬化物に、最新の硬化物を密着させることができる。これにより、例えばドラム３０の表面３２に硬化した樹脂材料が付着することを防止できる効果があり、高精度な造形処理に寄与する。
【００６４】
図６に示すように、補償部５５は、基準照射位置Ｂからの照射位置のシフト量に応じて、スライス画像データの座標上の基準位置をシフトする。すなわち、基準照射位置Ｂからの照射位置がシフトした方向とは逆方向に、スライス画像データの座標上の基準位置をシフトさせることにより、物理的な造形位置のｘ'軸上でのずれが発生することを防止できる。
【００６５】
以上のように、この造形装置１００では、樹脂材料の層数に応じて、第１移動機構６１による相対移動方向における照射位置が制御されるので、層数ごとに、造形精度を高めるための最適な照射位置を実現できる。
【００６６】
上記第１の範囲の層数の上限値は、15に限られず、例えば3〜20のうちいずれか１つの値に設定可能である。上記第２の範囲の層数の下限値は、16に限られず、例えば4〜21のうちいずれか１つの値に設定可能である。
【００６７】
１．４．２）例２
【００６８】
図７は、他の例に係る樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニット４０のｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例２）を示す。この例では、層数が最初の５層以内（例えば３層）から16層までの範囲（第３の範囲）では、１層または複数層ごとに、徐々に（段階的に）照射位置がシフトする。
【００６９】
この例では、16層以上ではシフト量は一定である。第１の範囲の層数の上限値、第２の範囲の層数の下限値も上記同様に適宜変更可能である。
【００７０】
この例２のようなシフト量のプロファイルによっても、この造形装置１００による造形精度を高めることができる。
【００７１】
本例２の場合においても、上記例１と同様に、補償部５５は、基準照射位置Ｂからの照射位置のシフト量に応じて、スライス画像データの座標上の基準位置をシフトする。これにより、物理的な造形位置のｘ'軸上でのずれの発生が防止される。
【００７２】
上記例１、２に示したプロファイルに限られない。他のプロファイルとして、図７に示した第３の範囲のシフト量が階段状に増えていく例が挙げられる。
【００７３】
２．実施形態２
【００７４】
図８Ａは、実施形態２に係る造形装置を示す側面図である。これ以降の説明では、上記実施形態１に係る造形装置１００が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７５】
この造形装置２００では、造形面１２が実質的に水平面に沿うようにステージ１０が配置されている。これにより、樹脂材料Ｒがｘ'方向（図中左右方向）で均等に流れるので、ｘ'方向における造形精度が安定する。
【００７６】
本実施形態では、第１移動機構６１（図１参照）によるステージ１０の移動の往路および復路の両方の経路で露光を実行する。
【００７７】
ノズル２０は、ｘ方向で２つ配置されている。これらのノズル２０は、例えばｚ軸に線対称に配置されている。本実施形態では、上記のような往復露光において効率良く樹脂材料Ｒが保持領域Ｈに供給されるように、２つのうちいずれか１つのノズル２０が選択され、適切なタイミングで樹脂材料が吐出される。なお、ノズル２０から樹脂材料が保持領域Ｈに供給することができれば、実施形態１のようにノズル２０は１つでもよい。
【００７８】
図９は、この造形装置２００による、層数と照射位置のシフト量との関係を示すグラフである。これは、図５に示した例１のプロファイルを、この実施形態２の往復露光処理に適用したものである。このプロファイルによれば、第２の範囲の層数の最初の層（例えば16層目）からは、基準照射位置から+x'方向および-x'方向に、図８Ａ、Ｂに示すように１層ごとにシフトしながら、露光が行われる。
【００７９】
このような往復露光処理によれば、造形速度が向上し、生産性を高めることができる。また、上記実施形態１と同様に、層数に応じて適切な照射位置を設定することができ、造形精度を高めることができる。
【００８０】
本実施形態２に係る造形装置２００に、図７に示したシフト量のプロファイルを適用されてもよい。この場合、例えば１層ごとに段階的に照射位置がシフトする第３の範囲において、１層ごとに照射位置が基準照射位置を中心に交互に振れるような設定となる。
【００８１】
本実施形態２においても、補償部５５は、基準照射位置Ｂからの照射位置のシフト量に応じて、スライス画像データの座標上の基準位置をシフトする。これにより、物理的な造形位置のｘ'軸上でのずれの発生が防止される。
【００８２】
３．実施形態３
【００８３】
図１０は、実施形態３に係る造形装置を示す側面図である。この造形装置３００は、回転機構４７を備える。回転機構４７は、照射ユニット４０をｙ'軸を中心に回転させることにより、照射ユニット４０の照射角度を変える。これにより、保持領域Ｈに保持された樹脂材料Ｒに対する照射位置がシフトする。このような造形装置３００の構成によっても、上記実施形態１、２と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
本実施形態２においても、補償部５５は、基準照射位置Ｂからの照射位置のシフト量に応じて、スライス画像データの座標上の基準位置をシフトする。これにより、物理的な造形位置のｘ'軸上でのずれの発生が防止される。
【００８５】
４．変形例
【００８６】
上記各実施形態では、樹脂材料の積層の層数に応じて照射位置が制御された。しかし、ステージ１０の造形面１２と、近接領域Ｋとの距離（造形面１２に対して垂直方向（ｚ'方向）での距離）に応じて、照射位置が制御されるようにしてもよい。当該距離は、層数に比例するので、この変形例の趣旨は、上記各実施形態の趣旨と同じである。例えば光学的、磁気的、または静電気的な手段を用いて当該距離が測定される。
【００８７】
制御部５０は、図５、７、９等に示したプロファイルのうち少なくとも１つによる造形処理をユーザーが選択するための情報（例えばその情報を示す画面や音声）を提示するプログラムを備えていてもよい。その場合、制御部５０のその機能は「提示部」として機能する。
【００８８】
上記実施形態では、制御部５０が、造形処理より前に予め図５、７、９等に示したプロファイルを取得し、そのプロファイルに基づき照射位置を制御した。しかし制御部５０は、そのファイルの他、例えば造形物の形状等もパラメータとして追加し、それに基づき照射位置を制御するように構成されていてもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、ステージ１０を移動させるステージ移動機構６０が設けられていた。しかし、ステージ１０は移動せず、ドラム３０をｘ'、ｚ'軸に沿って移動させる移動機構が設けられていてもよい。あるいは、ステージ１０がｘ'軸（またはｚ'軸）に沿って移動し、ドラム３０がｚ'軸（またはｘ'軸）に沿って移動するように構成されていてもよい。
【００９０】
上記実施形態では、ドラム３０（規制体）の形状は円筒形状であった。しかし、規制体の形状は、半円や1/4円など、円筒の一部（ｙ軸で見て円弧の一部）の形状であってもよい。これにより、円筒内の容積の制限がなくなり、照射ユニット４０の構成や配置の自由度を高めることができる。また、照射ユニット４０を大型化して照射位置の高精度化を図ることができる。規制体の表面は円筒面である必要はなく、ｙ軸に沿って長い近接領域を含む表面を有していれば、その表面はどのような形状の曲面であってもよい。
【００９１】
上記実施形態１、３では、ステージ１０が傾斜するように配置されていたが、上記実施形態２と同様に水平に配置されていてもよい。あるいは、上記実施形態２では造形面１２が水平になるようにステージ１０が配置されたが、実施形態１に示したように、造形面１２が傾斜したステージ１０で往復露光が実行されてもよい。その場合、１層分露光処理の往路および１層分露光処理の復路で、傾斜の向きが交互に反転するようにステージ１０が移動する。
【００９２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、
前記複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する情報処理装置。
（２）
前記（１）に記載の情報処理装置であって、
前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域が基準照射位置である場合、前記補償部は、前記基準照射位置からの前記照射位置のシフト量に応じて、前記基準位置をシフトするように構成される
情報処理装置。
（３）
前記（１）または（２）に記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、
前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射し、
前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射する
情報処理装置。
（４）
前記（３）に記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせる
情報処理装置。
（５）
前記（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記照射位置制御部は、基準照射位置を中心として、前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定する
情報処理装置。
（６）
前記（５）に記載の情報処理装置であって、
前記移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を、前記造形面内での相対移動方向で往復移動させ、
前記照射位置制御部は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射する
情報処理装置。
（７）
前記（１）から（６）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記層数ごとの前記照射位置の変化を表す複数のプロファイルのうち１つのプロファイルによる造形処理をユーザーが選択するための情報を提示する提示部
をさらに具備する情報処理装置。
（８）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理装置であって、
前記複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する情報処理装置。
（９）
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する造形装置。
（１０）
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得するように構成された取得部と、
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記複数のスライス画像データに基づき、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御するように構成された照射位置制御部と、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償するように構成された補償部と
を具備する造形装置。
（１１）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理方法であって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
情報処理方法。
（１２）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられる情報処理方法であって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
情報処理方法。
（１３）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられるプログラムであって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記材料の積層の層数に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
ことを前記造形装置に実行させるプログラム。
（１４）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる移動機構とを備える造形装置に用いられるプログラムであって、
造形対象物の３次元データを構成する複数のスライス画像データを取得し、
前記複数のスライス画像データに基づき、照射ユニットにより、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記ステージおよび前記規制体の前記造形面内での相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、
前記照射位置の変化に応じて、前記複数のスライス画像データのうち少なくとも１つのスライス画像データの基準位置を補償する
ことを前記造形装置に実行させるプログラム。
【符号の説明】
【００９３】
１０…ステージ
１２…造形面
２０…ノズル
３０…ドラム
３２…表面
４０…照射ユニット
４５…照射ユニット移動機構
４７…回転機構
５０…制御部
５１…データ取得部
５３…照射位置制御部
５５…補償部
６０…ステージ移動機構
６１…第１移動機構
６２…第２移動機構
１００、２００、３００…造形装置
【図１】
2018083354.tif 000003
【図２】
2018083354.tif 000004
【図３】
2018083354.tif 000005
【図４】
2018083354.tif 000006
【図５】
2018083354.tif 000007
【図６】
2018083354.tif 000008
【図７】
2018083354.tif 000009
【図８】
2018083354.tif 000010
【図９】
2018083354.tif 000011
【図１０】
2018083354.tif 000012