(57)【要約】      （修正有）【課題】プラットフォームを上昇させて硬化層を樹脂槽から剥離したときに、樹脂槽の造形エリアに光硬化性樹脂を素早く満たすことができるようにして、造形時間の短縮化を図ることのできる、光造形装置における樹脂層の提供。【解決手段】プラットフォームの底面に順次積層して三次元造形を行う吊り下げ積層構造方式の光造形装置における樹脂槽１００において、光照射手段による光の照射により光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成する造形エリアＢと、造形エリアＢに連続する領域であって上記硬化層が形成されない非造形エリアＣと、非造形エリアＣから造形エリアＢへ移動して、非造形エリアＣの上記光硬化性樹脂を造形エリアＢへ移動する光硬化性樹脂移動手段とを有する光造形装置における樹脂槽１００。【選択図】図３
2018111237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射手段により三次元造形物の断面形状を示す画像を樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に照射して、前記樹脂槽に貯留された前記光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において前記光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成した後に、前記プラットフォームを上昇させて前記プラットフォームごと前記硬化層を前記樹脂槽から剥離する光造形装置における樹脂槽において、
光照射手段による光の照射により光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成する造形エリアと、
前記造形エリアに連続する領域であって前記硬化層が形成されない非造形エリアと、
前記非造形エリアから前記造形エリアへ移動して、前記非造形エリアの前記光硬化性樹脂を前記造形エリアへ移動する光硬化性樹脂移動手段と
を有することを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項２】
請求項１に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記光硬化性樹脂移動手段は、前記非造形エリアと前記造形エリアとの間を往復移動する
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項３】
請求項２に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記光硬化性樹脂移動手段は、前記非造形エリアから前記造形エリアへ移動するときは前記光硬化性樹脂を移動し、前記造形エリアから前記非造形エリアへ移動するときは前記光硬化性樹脂の移動を抑制する
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項４】
請求項３に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記光硬化性樹脂移動手段は、平板形状の本体部と前記本体部を揺動自在に支持する揺動支軸とを有して構成され、
前記本体部は、
前記非造形エリアから前記造形エリアへ移動するときは前記揺動支軸における揺動が規制されて予め設定された位置に保持され、前記本体部により前記非造形エリアの前記光硬化性樹脂を前記造形エリアへ移動し、
前記造形エリアから前記非造形エリアへ移動するときは前記揺動支軸において揺動して、前記本体部による前記光硬化性樹脂の移動を抑制する
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項５】
請求項４に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記非造形エリアにおける底板と前記造形エリアにおける底板とは、前記非造形エリアから前記造形エリアに向けて下方に傾斜している
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項６】
請求項５に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記本体部の下端部は、前記非造形エリアの前記底板の少なくとも一部と当接し、前記造形エリアの前記底板とは当接しない
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項７】
請求項６に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記本体部の前記下端部は、前記造形エリアの前記底板とは造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔を開けて配置される
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項８】
請求項３に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記光硬化性樹脂移動手段は、少なくとも一部が可撓性を有して弾性変形する弾性部材よりなる平板形状の本体部を備え、
前記非造形エリアにおける底板と前記造形エリアにおける底板とは、前記非造形エリアから前記造形エリアに向けて下方に傾斜し、
前記本体部の下端部は、前記可撓性により前記弾性変形して前記非造形エリアの前記底板の少なくとも一部と当接し、前記造形エリアの前記底板とは前記可撓性による前記弾性変形せずに当接しない
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項９】
請求項８に記載の光造形装置における樹脂槽において、
前記本体部の前記下端部は前記可撓性による前記弾性変形せずに、前記造形エリアの前記底板とは造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔を開けて配置される
ことを特徴とする光造形装置における樹脂槽。
【請求項１０】
光照射手段により三次元造形物の断面形状を示す画像を樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に照射して、前記樹脂槽に貯留された前記光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において前記光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成した後に、前記プラットフォームを上昇させて前記プラットフォームごと前記硬化層を前記樹脂槽から剥離する光造形装置において、
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の光造形装置における樹脂槽を備えた
ことを特徴とする光造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光造形装置における樹脂槽および光造形装置に関する。本発明は、さらに詳細には、面露光あるいはレーザー光の走査によって樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に光を照射することにより当該光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成し、当該硬化層を積層する手法により三次元造形物を作製する光造形装置における樹脂槽および光造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、可視光または紫外光などの光の照射により硬化する光硬化性樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置たる光造形装置が知られている。
【０００３】
こうした光造形装置としては、例えば、樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に光を照射することにより予め設定された形状に硬化させた硬化層を、プラットフォームの底面に順次積層して三次元造形を行う吊り下げ積層構造方式の光造形装置が知られている。
【０００４】
この吊り下げ積層構造方式の光造形装置は、光を透過する透光板により液体状態の光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽の底板を形成している。
【０００５】
こうした吊り下げ積層構造方式の光造形装置により三次元造形を行う場合には、プラットフォームを下降させて樹脂槽の光硬化性樹脂内にプラットフォームの下面を配置し、透光板の下方側に備えたプロジェクタなどの光照射手段を用いて、面露光により三次元造形物の断面形状を示す画像を透光板に向けて照射する。
【０００６】
これにより、樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において樹脂槽内の光硬化性樹脂を硬化させ、プラットフォームと樹脂槽との間に三次元造形物の断面形状を示す画像の形状の硬化層を生成する。
【０００７】
硬化層の生成を終了すると、プラットフォームを上昇させて、プラットフォームごと硬化層を樹脂槽から剥離する。
【０００８】
その後に、再度プラットフォームを下降して、上記と同様な手法により、プラットフォームの下面側に形成した断面形状の次の断面形状を示す画像の形状の硬化層を生成する。
【０００９】
そして、こうした処理を繰り返し行い、三次元造形物の全ての断面形状を表す画像に基づく断面形状の硬化層を順次形成することで、三次元造形物を作製することとなる。
【００１０】
ここで、樹脂槽の底板の上面、即ち、プラットフォームと対向する面には、上記した硬化層を容易に剥離可能なようにシリコーンが塗布されてシリコーン層が形成されている。
【００１１】
ところで、従来の光造形装置においては、上記において説明したように、プラットフォームと樹脂槽との間において三次元造形物の断面形状を示す画像の形状の硬化層の生成を終了すると、プラットフォームを上昇させてプラットフォームごと硬化層を樹脂槽から剥離する。この硬化層を樹脂槽から剥離した直後においては、樹脂槽において硬化層が形成される領域たる造形エリアでは、光硬化性樹脂の存在する量が少なくなってしまい、次の硬化層の形成に必要な量を確保できていない状況が発生していた。
【００１２】
この状況について、図１（ａ）（ｂ）を参照しながら具体的に説明する。プラットフォームＰを下降させて樹脂槽Ｔに貯留された光硬化性樹脂Ｌ内にプラットフォームＰの下面を配置し、プラットフォームＰと樹脂槽Ｔとの間において硬化層Ｓを生成する（図１（ａ）を参照する。）。この硬化層Ｓの生成を終了すると、プラットフォームＰを上昇させてプラットフォームＰごと硬化層Ｓを樹脂槽Ｔから剥離する（図１（ｂ）を参照する。）。図１（ｂ）に示すように、プラットフォームＰを上昇させて硬化層Ｓを樹脂槽Ｔから剥離すると、造形エリアにおける光硬化性樹脂の存在する量が少なくなり、次の硬化層の形成に必要な量が確保できていない状況となる。
【００１３】
光硬化性樹脂は液体であるので、時間が経過すれば光硬化性樹脂の存在する量が少なくなった造形エリアにも光硬化性樹脂が移動して、次の硬化層の形成に必要な量が満たされるようになる。しかしながら、光硬化性樹脂の粘度が高いような場合には、造形エリアに次の硬化層の形成に必要な量の光硬化性樹脂が満たされるようになるまでに時間がかかるものであった。このため、三次元造形物を作製する際の造形時間が長時間に及ぶようになり、造形時間の高速化を図る際に悪影響を与えるという問題点があった。
【００１４】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、従来の技術の有する上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プラットフォームを上昇させて硬化層を樹脂槽から剥離したときに、樹脂槽の造形エリアに光硬化性樹脂を素早く満たすことができるようにして、造形時間の短縮化を図るようにした光造形装置における樹脂槽および光造形装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂槽の非造形エリアから造形エリアへ移動する光硬化性樹脂移動手段を設け、この光硬化性樹脂移動手段により非造形エリアの光硬化性樹脂を造形エリアへ移動するようにしたものである。
【００１７】
即ち、本発明による光造形装置における樹脂槽は、光照射手段により三次元造形物の断面形状を示す画像を樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に照射して、上記樹脂槽に貯留された上記光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において上記光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成した後に、上記プラットフォームを上昇させて上記プラットフォームごと上記硬化層を上記樹脂槽から剥離する光造形装置における樹脂槽において、光照射手段による光の照射により光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成する造形エリアと、上記造形エリアに連続する領域であって上記硬化層が形成されない非造形エリアと、上記非造形エリアから上記造形エリアへ移動して、上記非造形エリアの上記光硬化性樹脂を上記造形エリアへ移動する光硬化性樹脂移動手段とを有するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記光硬化性樹脂移動手段は、上記非造形エリアと上記造形エリアとの間を往復移動するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記光硬化性樹脂移動手段は、上記非造形エリアから上記造形エリアへ移動するときは上記光硬化性樹脂を移動し、上記造形エリアから上記非造形エリアへ移動するときは上記光硬化性樹脂の移動を抑制するようにしたものである。
【００２０】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記光硬化性樹脂移動手段は、平板形状の本体部と上記本体部を揺動自在に支持する揺動支軸とを有して構成され、上記本体部は、上記非造形エリアから上記造形エリアへ移動するときは上記揺動支軸における揺動が規制されて予め設定された位置に保持され、上記本体部により上記非造形エリアの上記光硬化性樹脂を上記造形エリアへ移動し、上記造形エリアから上記非造形エリアへ移動するときは上記揺動支軸において揺動して、上記本体部による上記光硬化性樹脂の移動を抑制するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記非造形エリアにおける底板と上記造形エリアにおける底板とは、上記非造形エリアから上記造形エリアに向けて下方に傾斜しているようにしたものである。
【００２２】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記本体部の下端部は、上記非造形エリアの上記底板の少なくとも一部と当接し、上記造形エリアの上記底板とは当接しないようにしたものである。
【００２３】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記本体部の上記下端部は、上記造形エリアの上記底板とは造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔を開けて配置されるようにしたものである。
【００２４】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記光硬化性樹脂移動手段は、少なくとも一部が可撓性を有して弾性変形する弾性部材よりなる平板形状の本体部を備え、上記非造形エリアにおける底板と上記造形エリアにおける底板とは、上記非造形エリアから上記造形エリアに向けて下方に傾斜し、上記本体部の下端部は、上記可撓性により上記弾性変形して上記非造形エリアの上記底板の少なくとも一部と当接し、上記造形エリアの上記底板とは上記可撓性による上記弾性変形せずに当接しないようにしたものである。
【００２５】
また、本発明による光造形装置における樹脂槽は、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽において、上記本体部の上記下端部は上記可撓性による上記弾性変形せずに、上記造形エリアの上記底板とは造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔を開けて配置されるようにしたものである。
【００２６】
また、本発明による光造形装置は、光照射手段により三次元造形物の断面形状を示す画像を樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂に照射して、上記樹脂槽に貯留された上記光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において上記光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成した後に、上記プラットフォームを上昇させて上記プラットフォームごと上記硬化層を上記樹脂槽から剥離する光造形装置において、上記した本発明による光造形装置における樹脂槽を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上説明したように構成されているので、プラットフォームを上昇させて硬化層を樹脂槽から剥離したときに、樹脂槽の造形エリアに光硬化性樹脂を素早く満たすことができるようになり、造形時間の短縮化を図ることが可能になるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（ａ）（ｂ）は、従来の技術による光造形装置の要部を模式的に示す説明図である。図１（ａ）は、プラットフォームを下降させて樹脂槽の光硬化性樹脂内にプラットフォームの下面を配置し、プラットフォームと樹脂槽との間において硬化層を生成する状態を示す説明図である。図１（ｂ）は、プラットフォームを上昇させてプラットフォームごと硬化層を樹脂槽から剥離した状態を示す説明図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、本発明による光造形装置の実施の形態の一例を模式的に示す説明図である。図２（ａ）は、本発明による光造形装置の一部を破断して示した概略構成説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す光造形装置の樹脂槽のＡ矢視説明図である。
【図３】図３は、図２（ａ）に示す光造形装置の樹脂槽の構成を示す斜視説明図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、図３に示す樹脂槽におけるヘラ部材の動作を模式的に示す図３のＤ矢視説明図である。図４（ａ）は、ヘラ部材が揺動して傾いている状態を示すＤ矢視説明図である。図４（ｂ）は、ヘラ部材の揺動が制限されて垂直に保持されている状態を示すＤ矢視説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、樹脂槽におけるヘラ部材の動作を模式的に示す説明図である。
【図６】図６は、本発明による樹脂槽の他の実施の形態による構成を模式的に示す説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）は、本発明による樹脂槽の他の実施の形態を示す説明図である。図７（ａ）は、樹脂槽におけるヘラ部材の位置関係を模式的に示す説明図である。図７（ｂ）は、ヘラ部材の下端部の移動の軌跡と樹脂槽の底面との位置関係を示す説明図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）は、図７（ａ）に示す樹脂槽におけるヘラ部材の動作を模式的に示す説明図である。
【図９】図９は、本発明による樹脂槽の他の実施の形態を示す説明図であって、樹脂槽におけるヘラ部材の位置関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】図１０は、本発明による樹脂槽におけるヘラ部材の各種の実施の形態を示す説明図である。図１０（ａ）は、図３に示す樹脂槽に用いたヘラ部材の斜視説明図である。図１０（ｂ）は、ヘラ部材の他の実施の形態を示す斜視説明図である。 図１０（ｃ）は、ヘラ部材の他の実施の形態を示す斜視説明図である。 図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示すヘラ部材のＫ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による光造形装置における樹脂槽および光造形装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
【００３０】
（Ｉ）本発明による光造形装置の実施の形態の一例の説明
図２（ａ）（ｂ）には、本発明による光造形装置の実施の形態の一例を模式的に示す説明図が示されている。なお、図２（ａ）には、本発明による光造形装置の一部を破断して示した概略構成説明図が示されている。また、図２（ｂ）には、図２（ａ）に示す光造形装置の樹脂槽のＡ矢視説明図が示されている。以下の説明においては、ＸＹ平面に平行な面を水平面とし、Ｚ軸方向を垂直方向として説明する。
【００３１】
光造形装置１０は、吊り下げ積層構造方式の光造形装置であって、底板１０２が透光板によって形成されるとともに、光の照射により硬化する液体状態の光硬化性樹脂Ｌを貯留する樹脂槽１００を備えている。樹脂槽１００は、筐体１２の水平面と平行に延設された上面部材１２ａ上に配置されている。
【００３２】
樹脂槽１００の底板１０２の上面、即ち、プラットフォーム１４（後述する。）と対向する面には、シリコーンが塗布されて、シリコーン層１０４が形成されている。
【００３３】
また、光造形装置１０は、ミラー１６を介して樹脂槽１００の底板１０２へ面露光により三次元造形物の断面形状を示す画像を投影するプロジェクター１８を備えている。
【００３４】
光造形装置１０は、上面部材１２ａの後方側端部からＺ軸方向（垂直方向）に立設された支持部材２０を備えている。支持部材２０には、モーター（図示せず。）などの駆動によりＺ軸方向に沿う上下方向の任意の位置に昇降自在な昇降部材２２が取り付けられている。昇降部材２２には、ネジ（図示せず。）やボルト（図示せず。）などの適宜な締結手段によって取り外し自在にプラットフォーム１４が配設されている。従って、プラットフォーム１４は、昇降部材２２を介してＺ軸方向に昇降自在、即ち、上方向の任意の位置に上昇自在であり、下方向の任意の位置に下降自在である。
【００３５】
プラットフォーム１４は、下面１４ａにおいて樹脂槽１００内で硬化した光硬化性樹脂Ｌの硬化層を保持する。即ち、光造形装置１０においては、樹脂槽１００に貯留された光硬化性樹脂Ｌ内に配置したプラットフォーム１４の下面１４ａ側において、プロジェクター１６による面露光によって樹脂槽１００内の光硬化性樹脂Ｌを硬化させて、三次元造形物の断面形状を示す画像の形状の硬化層を生成し、生成した硬化層をプラットフォーム１４の下面１４ａ側に順次積層して三次元造形物を形成する。
【００３６】
樹脂槽１００の底板１０２は、プロジェクター１６の面露光によってプラットフォーム１４の下面１４ａに硬化層が形成される領域たる造形エリアＢと、造形エリアＢ以外の領域であって造形エリアＢに連続する非造形エリアＣとが形成できるほどの大きさを備えている。非造形エリアＣとは、造形エリアＢに連続する領域であって、樹脂槽１００においてプラットフォーム１４の下面１４ａとの間に硬化層が形成されない領域である。本実施の形態における樹脂槽１００においては、造形エリアＢと非造形エリアＣとが略同一の面積を占めるほどの大きさに設定されている。また、本実施の形態における樹脂槽１００においては、底板１０２は水平面と平行に延設するように形成されている。
【００３７】
こうした本発明による光造形装置１０の全体の動作は、マイクロコンピューター２４により制御されている。
【００３８】
ここで、上記した本発明による光造形装置１０は、従来より公知の光造形装置と比較すると、光硬化性樹脂Ｌを貯留する樹脂槽１００の構成ならびに作用のみが異なり、他の構成ならびに作用については従来より公知の光造形装置と異なるところがない。
【００３９】
従って、以下の説明においては、光硬化性樹脂Ｌを貯留する樹脂槽１００の構成ならびに作用のみを詳細に説明することとし、光造形装置１０におけるその他の構成ならびに作用の詳細な説明は省略する。
【００４０】
（ＩＩ）樹脂槽の説明
図３には、樹脂槽１００の構成を示す斜視説明図が示されている。樹脂槽１００は、底板１０２が正方形状を備えており、この底板１０２の四辺に側壁部材１０６Ｆと側壁部材１０６Ｂと側壁部材１０６Ｌと側壁部材１０６Ｒとがそれぞれ配設され、造形エリアＢと非造形エリアＣとよりなる光硬化性樹脂Ｌを貯留するプール状の貯留エリアが形成されている。なお、側壁部材１０６Ｆは、Ｘ軸方向前方側においてＹ軸方向に延長する正方形状の底板１０２の辺に沿って配置されている。側壁部材１０６Ｂは、Ｘ軸方向後方側においてＹ軸方向に延長する正方形状の底板１０２の辺に沿って配置されている。側壁部材１０６Ｌは、Ｙ軸方向左方側においてＸ軸方向に延長する正方形状の底板１０２の辺に沿って配置されている。側壁部材１０６Ｒは、Ｙ軸方向右方側においてＸ軸方向に延長する正方形状の底板１０２の辺に沿って配置されている。
【００４１】
Ｘ軸方向に平行に延長するとともにＹ軸方向において対向して配置された側壁部材１０６Ｌと側壁部１０６Ｒとの上面には、Ｘ軸方向に平行に延長するとともにＹ軸方向において対向して配置されたガイドバー１０８Ｌとガイドバー１０８Ｒとがそれぞれ配設されている。ガイドバー１０８Ｌは、側壁部材１０６ＬのＸ軸方向の長さと略同一長さを備えている。同様に、ガイドバー１０８Ｒは、側壁部材１０６ＲのＸ軸方向の長さと略同一長さを備えている。ガイドバー１０８Ｌは、その両端部が支持部材１１０ＬＦと支持部材１１０ＬＢとを介して側壁部材１０６Ｌの上面に固定的に配設されている。同様に、ガイドバー１０８Ｒは、その両端部が支持部材１１０ＲＦと支持部材１１０ＲＢとを介して側壁部材１０６Ｒの上面に固定的に配設されている。
【００４２】
ガイドバー１０８Ｌには、ヘラ部材１１２を取り付けるスライダ部材１１４ＬがＸ軸方向に沿って摺動自在に配設されている。同様に、ガイドバー１０８Ｒには、ヘラ部材１１２を取り付けるスライダ部材１１４ＲがＸ軸方向に沿って摺動自在に配設されている。ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｌとスライダ部材１１４Ｒとの間に揺動自在に配設されている。なお、ヘラ部材１１２をスライダ部材１１４Ｌとスライダ部材１１４Ｒとに取り付ける構成の詳細については、図４（ａ）（ｂ）を参照しながら後述する。
【００４３】
支持部材１１０ＬＦにはベルト車１１６ＬＦが回転自在に軸支されて配設され、支持部材１１０ＬＢにはベルト車１１６ＬＢが回転自在に軸支されて配設されている。同様に、支持部材１１０ＲＦにはベルト車１１６ＲＦが回転自在に軸支されて配設され、支持部材１１０ＲＢにはベルト車１１６ＲＢが回転自在に軸支されて配設されている。ベルト車１１６ＬＦとベルト車１１６ＬＢとの間には、伝動ベルト１１８Ｌが無端状に巻回されている。同様に、ベルト車１１６ＲＦとベルト車１１６ＲＢとの間には、伝動ベルト１１８Ｒが無端状に巻回されている。伝動ベルト１１８Ｌにはスライダ部材１１４Ｌが固定されており、同様に、伝動ベルト１１８Ｒにはスライダ部材１１４Ｒが固定されている。
【００４４】
支持部材１１０ＬＦには、ステッピングモーター１２０が配設されている。ステッピングモーター１２０の回転軸１２０ａに配設されたギア１２１とベルト車１１６ＬＦの回転軸（図示せず。）に配設されたギア（図示せず。）とはギア結合されていて、ステッピングモーター１２０の回転軸の回転がベルト車１１６ＬＦの回転軸に伝達されるように構成されている。
【００４５】
また、ベルト車１１６ＬＦの回転軸（図示せず。）とベルト車１１６ＲＦの回転軸（図示せず。）とは、互いの軸心が一致するようにして連結バー１２２により連接されている。
【００４６】
従って、ステッピングモーター１２０が作動して、ステッピングモーター１２０の回転軸が回転すると、ベルト車１１６ＬＦとベルト車１１６ＲＦとが同期して回転する。ベルト車１１６ＬＦが回転すると、ベルト車１１６ＬＦとベルト車１１６ＬＢとの間で伝動ベルト１１８Ｌが移動する。この伝動ベルト１１８Ｌの移動に伴い、伝動ベルト１１８Ｌに固定されたスライダ部材１１４Ｌがガイドバー１０８Ｌに案内されてＸ軸方向移動する。同様に、ベルト車１１６ＲＦが回転すると、ベルト車１１６ＲＦとベルト車１１６ＲＢとの間で伝動ベルト１１８Ｒが移動する。この伝動ベルト１１８Ｒの移動に伴い、伝動ベルト１１８Ｒに固定されたスライダ部材１１４Ｒがガイドバー１０８Ｒに案内されてＸ軸方向移動する。スライダ部材１１４Ｌとスライダ部材１１４ＲとがＸ軸方向移動すると、スライダ部材１１４Ｌとスライダ部材１１４Ｒとに取り付けられたヘラ部材１１２もＸ軸方向に移動する直線運動を行う。
【００４７】
（ＩＩＩ）ヘラ部材の説明
図４（ａ）（ｂ）には、樹脂槽１００におけるヘラ部材１１２の動作を模式的に示す図３のＤ矢視説明図が示されている。なお、図４（ａ）には、ヘラ部材１１２が揺動して傾いている状態を示すＤ矢視説明図が示されている。また、図４（ｂ）には、ヘラ部材１１２の揺動が制限されて垂直に保持されている状態を示すＤ矢視説明図が示されている。
【００４８】
ヘラ部材１１２は、Ｙ軸方向に延長した平板形状の本体部１１２ａと、本体部１１２ａの上端部においてＹ軸方向右方側端部に形成された揺動支軸１１２ｂと、本体部１１２ａの上端部においてＹ軸方向左方側端部に形成された揺動支軸（図示せず。）とを有して構成されている。本体部１１２ａの上端部においてＹ軸方向右方側端部に形成された揺動支軸１１２ｂは、スライダ部材１１４Ｒに形成された孔部（図示せず。）に回動自在に支持されている。同様に、本体部１１２ａの上端部においてＹ軸方向左方側端部に形成された揺動支軸は、スライダ部材１１４Ｌに形成された孔部（図示せず。）に回動自在に支持されている。
【００４９】
スライダ部材１１４Ｒには、ヘラ部材１１２の揺動を制限するストッパ部材１２４Ｒが配設されている。ストッパ部材１２４Ｒは、スライダ部材１１４Ｒに対してヘラ部材１１２が予め設定された垂直に位置した状態において、ヘラ部材１１２に対してＸ軸方向後方側においてヘラ部材１１２の揺動支軸１１２ｂ近傍と当接する位置に配設されている。同様に、スライダ部材１１４Ｌのスライダ部材１１４Ｒと対向する位置にも、ヘラ部材１１２の揺動を制限するストッパ部材（図示せず。）が配設されている。このストッパ部材は、スライダ部材１１４Ｌに対してヘラ部材１１２が予め設定された垂直に位置した状態において、ヘラ部材１１２に対してＸ軸方向後方側においてヘラ部材１１２の揺動支軸近傍と当接する位置に配設されている。
【００５０】
従って、ヘラ部材１１２に対して矢印Ｇ方向の負荷が付与された場合には、ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｒに配設されたストッパ部材１１４Ｒとスライダ部材１１４Ｌに配設されたストッパ部材とにより揺動を制限される。これにより、ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｒとスライダ部材１１４Ｌに対して予め設定された垂直に位置した状態に保持される（図４（ｂ）を参照する。）。
【００５１】
一方、ヘラ部材１１２に対して矢印Ｈ方向の負荷が付与された場合には、ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｒに配設されたストッパ部材１１４Ｒとスライダ部材１１４Ｌに配設されたストッパ部材とにより揺動を制限されることがない。これにより、ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｒに回動自在に支持された揺動支軸１１２ｂとスライダ部材１１４Ｌに支持された揺動支軸とを回動軸としてＹ軸周りに揺動して傾く（図４（ａ）を参照する。）。
【００５２】
（ＩＶ）光造形装置の動作の説明
以上の構成において、光造形装置１０においては、従来より公知の手法により、樹脂槽１００の造形エリアＢにおいてプラットフォーム１４の下面１４ａ側に光硬化性樹脂を硬化させた硬化層を形成し、その硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形処理を行う。本発明による光造形装置１０は、プラットフォーム１４を上昇させて下面１４ａ側に形成された硬化層を樹脂槽１００から剥離した直後に、樹脂槽１００において以下に説明する動作が実行される点において従来より公知の手法と異なる。
【００５３】
即ち、光造形装置１０においては、下面１４ａ側に形成された硬化層を樹脂槽１００から剥離するためにプラットフォーム１４を上昇させてから、下面１４ａ側に次の硬化層を形成するためにプラットフォーム１４を下降させて樹脂槽１００の光硬化性樹脂Ｌ内に下面１４ａを配置するまでの間に、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照して説明する以下の動作を行う。
【００５４】
樹脂槽１００のヘラ部材１１２は、樹脂槽１００の造形エリアＢにおいてプラットフォーム１４の下面１４ａ側に硬化層を形成し、プラットフォーム１４を上昇させてプラットフォーム１４ごと下面１４ａ側に形成された硬化層を樹脂槽１００から剥離した直後においては、樹脂槽１００の非造形エリアＣに位置している。この状態から、ステッピングモーター１２０を駆動して、ヘラ部材１１２を矢印Ｅ方向（図３を参照する。）、即ち、非造形エリアＣから造形エリアＢへ向かう方向（Ｘ軸方向の前方側から後方側へ向かう方向）へ移動する（図５（ａ）および図５（ｃ））を参照する。この矢印Ｅ方向へのヘラ部材１１２の移動においては、ヘラ部材１１２の移動に伴う光硬化性樹脂Ｌの流体抵抗が矢印Ｇ方向への負荷となり、ヘラ部材１１２は、スライダ部材１１４Ｒとスライダ部材１１４Ｌに対して予め設定された垂直に位置した状態に保持される（図４（ｂ）および図５（ａ）を参照する。）。このため、ヘラ部材１１２により非造形エリアＣにある光硬化性樹脂Ｌが造形エリアＢに移動され、造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌが満たされる（図５（ｃ）を参照する。）。
【００５５】
図５（ｃ）に示すヘラ部材１１２の矢印Ｅ方向への移動により造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌを満たした後に、ステッピングモーター１２０を駆動して、ヘラ部材１１２を矢印Ｆ方向（図３を参照する。）、即ち、造形エリアＢから非造形エリアＣへ向かう方向（Ｘ軸方向の後方側から前方側へ向かう方向）へ移動する（図５（ｂ）および図５（ｄ））を参照する。この矢印Ｆ方向へのヘラ部材１１２の移動においては、ヘラ部材１１２の移動に伴う光硬化性樹脂Ｌの流体抵抗が矢印Ｈ方向への負荷となり、ヘラ部材１１２はスライダ部材１１４Ｒに回動自在に支持された揺動支軸１１２ｂとスライダ部材１１４Ｌに支持された揺動支軸とを回動軸としてＹ軸周りに揺動して傾く（図４（ａ）および図５（ｂ）を参照する。）。このため、ヘラ部材１１２により造形エリアＢにある光硬化性樹脂Ｌを造形エリアＣにあまり移動することはなく、造形エリアＢから非造形エリアＣへの光硬化性樹脂Ｌの移動を抑制しながら、ヘラ部材１１２を非造形エリアＣに移動することができる（図５（ｄ）を参照する。）。
【００５６】
（Ｖ）光造形装置の作用効果の説明
以上において説明したように、本発明による光造形装置１０の樹脂槽１００によれば、プラットフォーム１４が樹脂槽１００の上方に移動して、プラットフォーム１４が樹脂槽１００から離れた際に、ヘラ部材１１２が矢印Ｅ方向と矢印Ｆ方向とに往復動作することにより、樹脂槽１００の造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌを満たすことができる。
【００５７】
これにより、樹脂槽１００の造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌを素早く満たすことができるようになり、造形時間の短縮化を図ることができるようになる。特に、粘度の高い光硬化樹脂を用いる場合には、造形時間を著しく短縮化することができる。
【００５８】
また、本発明による光造形装置１０の樹脂槽１００によれば、ヘラ部材１１２が矢印Ｅ方向と矢印Ｆ方向とに往復動作する結果、樹脂槽１００に貯留された光硬化性樹脂Ｌが撹拌されることになる。このため、粉末材料が混入されているような光硬化性樹脂Ｌを使用した場合においては、樹脂槽１００の底板１０２側に粉末材料が沈殿することが防止される。
【００５９】
（ＶＩ）他の実施の形態および変形例の説明
なお、上記した実施の形態は例示に過ぎないものであり、本発明は他の種々の形態で実施することができる。即ち、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００６０】
例えば、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（９）に示すように変形するようにしてもよい。
【００６１】
（１）上記した実施の形態においては、光照射手段としてミラー１６およびプロジェクター１８を用いて面露光により光硬化性樹脂Ｌを硬化する光造形装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、光照射手段はこれに限られるものではないことは勿論である。光照射手段として、例えば、ガルバノミラーを使用してレーザー光の走査を行う機構を用いて、レーザー光の走査により光硬化性樹脂を硬化する光造形装置に本発明を適用してもよい。
【００６２】
（２）上記した実施の形態においては、光硬化性樹脂Ｌの流体抵抗を利用した負荷をヘラ部材１１２に付与して、ヘラ部材１１２を受動的に揺動させるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、アクチュエーターやリンク機構をヘラ部材に用いて、アクチュエーターやリンク機構によりヘラ部材を能動的に揺動させるようにしてもよい。
【００６３】
（３）上記した実施の形態においては、ヘラ部材１１２を揺動可能に構成し、非造形エリアＣから造形エリアＢへ向かう方向への移動では揺動せずに垂直に保持され、造形エリアＢから非造形エリアＣへ向かう方向への移動では揺動して傾くようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、図６に示すように、スライダ部材１１４Ｌ（１１４Ｒ）に対して、垂直方向に固定されたヘラ部材２１２を用いるようにしてもよい。このような構成においても、ヘラ部材２１２により光硬化性樹脂を非造形エリアＣから造形エリアＢへ移動して、樹脂槽１００の造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌを満たすことができる。
【００６４】
（４）上記した実施の形態においては、樹脂槽１００の底面１０２は水平方向に延設された場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、図７（ａ）に示すように、樹脂槽１００の底面１０２は、非造形エリアＣから造形エリアＢに向けて、高さ方向の上方側から下方側へ傾斜するように構成してもよい。このように構成すると、非造形エリアＣから造形エリアＢへの光硬化性樹脂Ｌの移動が促進されるとともに、非造形エリアＣにおいて使用されない光硬化性樹脂Ｌが溜まるのを防止することができる。上記のように樹脂槽１００の底面１０２を傾斜させた場合には、ガイドバー１０８Ｌ（１０８Ｒ）は水平に配置され、ヘラ部材１１２の本体部１１２ａにおける下端部１１２ｃは、非造形エリアＣの少なくとも一部では底面１０２と当接しているが、造形エリアＢにおいては当接しないように寸法設定する。より詳細には、造形エリアＢにおけるヘラ部材１１２の本体部１１２ａにおける下端部１１２ｃと底面１０２との位置関係は、図７（ｂ）に示すように、下端部１１２ｃと底面１０２との間に、造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔Ｊを開けるようにする。底面１０２を傾斜させた樹脂槽１００においては、図８（ａ）（ｂ）に示すように上記した実施の形態と同様な動作を行うことにより、底面１０２を利用してより迅速に樹脂槽１００の造形エリアＢに光硬化性樹脂Ｌを満たすことができる。なお、図７（ａ）に示す構成においては、非造形エリアＣではヘラ部材１１２の本体部１１２ａにおける下端部１１２ｃが底面１０２と接するようにして、非造形エリアＣの光硬化性樹脂Ｌを効率よく造形エリアＢへ移動するようにしたが、非造形エリアＣではヘラ部材１１２の本体部１１２ａにおける下端部１１２ｃが底面１０２と接しないようにしてもよいことは勿論である。
【００６５】
（５）上記した（４）においては、樹脂槽１００の底面１０２を非造形エリアＣから造形エリアＢへ向けて下方へ傾斜するように構成した。こうした底面１０２を備えた樹脂槽１００においては、ヘラ部材１１２の本体部１１２ａの全体または一部を可撓性を備えて弾性変形するゴムなどの弾性材料に構成してもよい。図９には、本体部の下方部位３１２ａをゴムにより形成したヘラ部材３１２を、スライダ部材１１４Ｌ（１１４Ｒ）に対して固定的に配設した場合について示している。この場合においても、ガイドバー１０８Ｌ（１０８Ｒ）は水平に配置され、ヘラ部材３１２の本体部の下方部位３１２ａは、非造形エリアＣの少なくとも一部では底面１０２と当接しているが、造形エリアＢにおいては当接しないように寸法設定する。また、造形エリアＢにおいては、図７（ｂ）に示すように、ヘラ部材３１２の下方部位３１２ａの下端部と底面１０２との間に、造形における硬化層の１層分の厚さ以上の間隔Ｊを開けるようにする。ヘラ部材３１２においては下方部位３１２ａが弾性変形することにより、上記したヘラ部材１１２と同様な作用効果が得られる。なお、図９に示す構成においては、非造形エリアＣではヘラ部材３１２の下方部位３１２ａの下端部が底面１０２と接するようにして、非造形エリアＣの光硬化性樹脂Ｌを効率よく造形エリアＢへ移動するようにしたが、非造形エリアＣではヘラ部材３１２の下方部位３１２ａの下端部が底面１０２と接しないようにしてもよいことは勿論である。
【００６６】
（６）上記した実施の形態においては、ヘラ部材１１２の本体部１１２ａの形状については、図９（ａ）に示す平板形状に形成したが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、図９（ｂ）に示すヘラ部材４１２のように、本体部１１２ａの下方端部を高さ方向に切り欠いてスリット４１２ａを設けた先割れ形状としてもよい。また、図９（ｃ）（ｄ）に示すヘラ部材５１２のように、本体部１１２ａの下方端部５１２ａを曲面形状に曲げたカーブ形状としてもよい。
【００６７】
（７）上記した実施の形態においては、樹脂槽１００に貯留された光硬化性樹脂Ｌを加熱して、光硬化性樹脂Ｌの粘性を下げるための加熱装置を設けるようにしてもよい。加熱装置を用いる場合には、樹脂槽１００の造形エリアＢと非造形エリアＣとの間で光硬化性樹脂Ｌが移動することにより光硬化性樹脂Ｌが撹拌されるので、加熱装置による光硬化性樹脂Ｌの加熱ムラを改善することができる。
【００６８】
（８）上記した実施の形態においては、非造形エリアＣから造形エリアＢへ向かう方向への移動ではヘラ部材１１２を予め設定された垂直の位置に保持されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。非造形エリアＣから造形エリアＢへ向かう方向への移動においてヘラ部材１１２が保持される予め設定された位置は、垂直に限られるものではなく傾いていてもよい。要するに、ヘラ部材１１２により非造形エリアＣの光硬化性樹脂Ｌを掻き取るように造形エリアＢへ移動できる配置であるならば、ヘラ部材１１２は任意の位置に保持されるようにしてよい。
【００６９】
（９）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（８）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラットフォームの底面に硬化層を順次積層して三次元造形を行う吊り下げ積層構造方式の光造形装置に用いられる。
【符号の説明】
【００７１】
１０  光造形装置、１２  筐体、１２ａ  上面部材、１４  プラットフォーム、１４ａ  下面、１６  ミラー（光照射手段）、１８  プロジェクター（光照射手段）、２０  支持部材、２２  昇降部材、２４  マイクロコンピューター、１００  樹脂槽、１０２  底板、１０４  シリコーン層、１０６Ｆ  側壁部材、１０６Ｂ  側壁部材、１０６Ｌ  側壁部材、１０６Ｒ  側壁部材、１０８Ｌ  ガイドバー、１０８Ｒ  ガイドバー、１１０ＬＦ  支持部材、１１０ＬＢ  支持部材、１１０ＲＦ  支持部材、１１０ＲＢ  支持部材、１１２  ヘラ部材（光硬化性樹脂移動手段）、１１２ａ  本体部、１１２ｂ  揺動支軸、１１２ｃ  下端部、１１４Ｌ  スライダ部材、１１４Ｒ  スライダ部材、１１６ＬＦ  ベルト車、１１６ＬＢ  ベルト車、１１６ＲＦ  ベルト車、１１６ＲＢ  ベルト車、１１８Ｌ  伝動ベルト、１１８Ｒ  伝動ベルト、１２０  ステッピングモーター、１２０ａ  回転軸、１２１  ギア、１２２  連結バー、１２４Ｒ  ストッパ部材、２１２  ヘラ部材（光硬化性樹脂移動手段）、３１２  ヘラ部材（光硬化性樹脂移動手段）、３１２ａ  下方部位、４１２  ヘラ部材（光硬化性樹脂移動手段）、４１２ａ  スリット、５１２  ヘラ部材（光硬化性樹脂移動手段）、５１２ａ  下方端部、Ｂ  造形エリア、Ｃ  非造形エリア、Ｊ  間隔、Ｌ  光硬化性樹脂、Ｐ  プラットフォーム、Ｓ  硬化層、Ｔ  樹脂槽、
【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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