(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造装置により製造された部品の品質を評価するための品質管理システムであって、
レーザー走査システムと、
熱画像化装置と、
制御コンピュータと、を備え、
前記制御コンピュータは、前記部品を製造するために、前記レーザー走査システムにより前記付加製造装置における成形領域のレーザー走査を開始し、
前記成形領域の前記レーザー走査の間に、前記熱画像化装置が前記成形領域の少なくとも一部の画像のキャプチャ画像を生成し、
前記キャプチャ画像を熱データとしてメモリに記憶し、
前記レーザー走査システムによる前記レーザー走査および前記成形領域における成形材料の再コーティングに対応する成形工程データを前記メモリに記憶し、
前記熱データおよび前記成形工程データから前記部品の少なくとも一部の熱履歴を生成し、前記熱履歴は、レーザー走査および再コーティング中の前記部品の前記少なくとも一部の温度変動を含み、
前記生成された熱履歴を前記部品のマスターモデルに関連する記憶された熱履歴と比較するように構成されており、
レーザー走査および再コーティング後の前記生成された熱履歴と、前記記憶された熱履歴とを比較することにより、前記マスターモデルに対して前記部品が適合するか否かを示すことを特徴とする、品質管理システム。
【請求項２】
前記制御コンピュータは、前記部品の前記生成された熱履歴が前記記憶された熱履歴の予め定義された公差の範囲内か否かに基づいて、前記部品が前記マスターモデルに対して適合することを判定するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の品質管理システム。
【請求項３】
前記部品の前記少なくとも一部の前記熱履歴を生成するために、
前記部品の前記少なくとも一部の点を選択し、
前記熱データおよび前記成形工程データに基づいて、前記部品の前記少なくとも一部の前記点についての熱履歴曲線を計算することを特徴とする、請求項１に記載の品質管理システム。
【請求項４】
前記点についての前記熱履歴曲線を計算するために、
前記製造された部品の１層を走査している間中の前記点の位置における温度を示す温度値を、外挿法により推定すること含むことを特徴とする、請求項３に記載の品質管理システム。
【請求項５】
前記生成された熱履歴と前記記憶された熱履歴との前記比較は、
前記生成された熱履歴および前記記憶された熱履歴のそれぞれにおける、前記点の位置の温度が、予め定義された参照温度を上回る時間を比較することを含むことを特徴とする、請求項４に記載の品質管理システム。
【請求項６】
前記予め定義された参照温度は、前記製造された部品と前記マスターモデルとの内の少なくとも１つの製造に使用する成形材料の融点であることを特徴とする、請求項５に記載の品質管理システム。
【請求項７】
前記制御コンピュータは、リアルタイムに前記熱履歴曲線を計算するように構成されており、
さらに、前記制御コンピュータは、前記計算された熱履歴曲線に基づいて、前記部品の成形工程における１層以上の次の層に関連するパラメータを変更するように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の品質管理システム。
【請求項８】
付加製造装置により製造された部品の品質評価方法であって、
前記部品を製造するために、レーザー走査システムにより前記付加製造装置における成形領域のレーザー走査を開始する工程と、
前記成形領域の前記レーザー走査の間に、熱画像化装置が前記成形領域の少なくとも一部の画像のキャプチャ画像を生成する工程と、
前記キャプチャ画像をメモリに熱データとして記憶する工程と、
前記レーザー走査システムによる前記レーザー走査および前記成形領域における成形材料の再コーティングに対応する成形工程データを前記メモリに記憶する工程と、
前記熱データおよび前記成形工程データから前記部品の少なくとも一部の熱履歴を生成する工程であって、前記熱履歴は、レーザー走査および再コーティング中の前記部品の前記少なくとも一部の温度変動を含む工程と、
前記生成された熱履歴を、前記部品のマスターモデルに関連する記憶された熱履歴と比較する工程と、を含み、
走査および再コーティング後の前記生成された熱履歴と、前記記憶された熱履歴とを比較することにより、前記マスターモデルに対して前記部品が適合するか否かを示すことを特徴とする付加製造装置により製造された部品の品質評価方法。
【請求項９】
前記部品の生成された熱履歴が前記記憶された熱履歴の予め定義された公差の範囲内か否かに基づいて、前記部品が前記マスターモデルに対し適合することを判定する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記部品の前記少なくとも一部の熱履歴を生成する工程は、
前記部品の前記少なくとも一部の点を選択する工程と、
前記熱データおよび前記成形工程データに基づいて、前記部品の前記少なくとも一部の前記点に対する熱履歴曲線を計算する工程と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記点に対する熱履歴曲線を計算する工程は、
前記製造された部品の１層を走査する間中の前記点の位置における温度を示す温度値を、外挿法により推定する工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記生成された熱履歴と前記記憶された熱履歴とを比較する工程は、
前記生成された熱履歴および前記記憶された熱履歴のそれぞれにおける、前記点の位置の温度が、予め定義された参照温度を越える時間を比較する工程を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記予め定義された参照温度は、前記製造された部品および前記マスターモデルの中の少なくとも１つにおける製造で使用する成形材料の融点であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記熱履歴曲線を計算する工程は、リアルタイムで実施され、
前記計算された熱履歴曲線に基づいて、前記部品の成形工程における１層以上の次の層に関連するパラメータを変更する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月１２日に提出された米国仮特許出願第６２/１７４,８４０号の利益を主張し、参照により、その内容の全てが本書に含まれる。
【技術分野】
【０００２】
本出願は、付加製造によって製造された部品の一貫性（consistency）を維持することに関する。より詳細には、本出願は、部品の品質を評価するために、例えば熱画像などの時間同期画像を使用することによって部品の一貫性を確かめるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
付加製造の分野の技術進歩に伴い、付加製造は、カスタマイズされた部品を大量に生産することを可能にする生産方法になりつつある。その結果、付加製造における部品の適合性は重要な問題である。多くの状況において、現行の付加製造技術は、製造部品に構造的な欠陥がないことを確認できるための信頼性かつ効率的な方法ではない。部品の品質を確かめるための現在の技術の１つは、部品を製造後、例えば目視検査、コンピュータ断層撮影または破壊試験を使用して部品を検査することである。しかしながら、そのような検査技術は時間がかかり、高価である。場合によっては、部品が品質保証基準を満たしているか否かを判断するために、部品に対して応力試験を実施することもできる。応力試験は多くの労力が掛かることにもなるので、製造工程をさらに非効率的なものとする。さらに、応力試験は破壊的になること、または製造された製品の信頼性に未知の影響を与える可能性がある。これらの影響は、損失が大きく、製造された製品の一貫性を保証することなく、さらには一貫性を損なう可能性があるため、最も避けるべきである。従って、付加製造の状況下において、部品品質を評価するための技術の改良が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、付加製造装置における製造部品の品質を評価するための品質管理システムが提供される。品質管理システムは、レーザー走査システム、熱画像化装置、及び制御コンピュータを含むことができる。上記制御コンピュータは、上記部品を製造するために、上記付加製造装置における成形領域をレーザー走査することを開始し、上記成形領域の上記レーザー走査の間に、上記熱画像化装置が上記成形領域の少なくとも一部の画像をキャプチャするように構成することができる。キャプチャされた上記画像を、熱データとしてメモリに記憶することができ、かつ上記成形工程データもまた上記メモリに記憶することができる。上記制御コンピュータはさらに、上記記憶されたキャプチャ画像および上記成形工程データから上記部品の熱履歴を生成するように構成することができる。上記生成された熱履歴をマスターモデルに関連する記憶された熱履歴と比較することができる。
【０００５】
別の実施形態では、付加製造装置における製造部品の品質を評価する方法が提供される。上記方法は、上記部品を製造するために、上記付加製造装置における成形領域のレーザー走査を開始する工程と、上記成形領域の上記レーザー走査の間に、上記熱画像化装置が上記成形領域の少なくとも一部の画像をキャプチャする工程と、を含んでいてもよい。この方法は、上記キャプチャされた画像を熱データとしてメモリに記憶する工程と、上記成形工程データを上記メモリに記憶する工程と、をさらに含むことができる。上記記憶されたキャプチャ画像および上記成形工程データから上記部品の熱履歴を生成することができる。その後、上記生成した熱履歴を、マスターモデルに関連する記憶された熱履歴と比較することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】３Ｄ目的物を設計および製造するためのシステムの一例である。
【図２】図１に示すコンピュータの一例を示す機能ブロック図である。
【図３】レーザー走査システムを使用して３Ｄ目的物を製造するための工程の概略を示す。
【図４Ａ】本明細書で開示される種々の実施形態を実施するために適したレーザー走査システムの一例である。
【図４Ｂ】本明細書で開示される種々の実施形態を実施するために、図４Ａのレーザー走査システムへ追加可能なサーマルカメラの仕組みの一例を示す。
【図５】製造部品がマスターモデルの品質に対し適合すること（conformal）を判定するための工程の概略を示すフローチャートである。
【図６Ａ】製造部品の熱履歴をどのように決定するかについて、より詳細な図を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】製造部品の熱履歴をどのように決定するかについて、より詳細な図を示すフローチャートである。
【図７Ａ】成形工程データおよび熱画像化手段を利用して製造部品の熱履歴を作成する工程を詳細に示すフローチャートである。
【図７Ｂ】成形工程データおよび熱画像化手段を利用して製造部品の熱履歴を作成する工程を詳細に示すフローチャートである。
【図８Ａ】製造部品の熱履歴曲線の一例である。
【図８Ｂ】図８Ａの熱履歴曲線と絶対時間測定に基づき重畳されたマスターモデルの熱履歴を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本出願に記載された実施形態は、付加製造によって製造された部品の、所望の仕様に適した品質を有する既知の「マスター」部品（本明細書では「マスターモデル」とも呼ばれる）への適合性を確実に評価することができるシステムおよび方法に関する。従来の部品の製造方法に対して、付加製造の有利な点の１つとして、実際の成形工程中に出来上がる部品の検査が可能であることである。特に、部品の成形中に、部品の内部を見ることが物理的に可能である。このため、収集される製造データは、出来上がる部品の品質に関する情報を含むことができる。本発明者は、多くの付加製造技術において、製造済みの目的物の品質が、目的物の各部品に影響を及ぼす熱効果に大きく影響することを認識してきた。従って、本発明者は、目的物の各点の熱履歴を使用して、目的物の製造品質を評価するシステムおよび方法を改良してきた。
【０００８】
これらのシステムおよび方法は、各部品の製造工程の熱履歴を記録する工程を含む。熱履歴を記録した後、熱履歴を予め記録されたマスターモデルの熱履歴と比較する。熱履歴における重要である偏移は、製造成形における不規則性を示すもので、部品品質は、これらの不規則性を考慮することで評価することができる。部品の熱履歴とマスターモデルの熱履歴とを比較する比較工程により、緻密で時間を要する目視検査を必要とせずに、不適合部品を検出することができる。特定の実施形態に応じて、マスターモデルの熱履歴は、単体の部品をプリント中に記録されたデータであってもよい。代わりに、ある所望の仕様に適合した品質を有する、いくつかの部品を製造している際にキャプチャされたデータに関係する値（平均値または中央値など）であってもよい。
【０００９】
本願発明の実施形態は、３Ｄ目的物を設計及び製造するためのシステム内で実施されてもよい。図１に戻ると、３Ｄ目的物の設計及び製造の実施に適したコンピュータ環境の例が示されている。当該環境は、システム１００を含む。システム１００は、１つ以上のコンピュータ１０２ａ〜１０２ｄを含み、当該コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄは、例えば、任意のワークステーション、サーバ、又は情報を処理可能な演算装置であり得る。いくつかの態様では、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄの各コンピュータは、任意の適当なコミュニケーション技術（例えば、インターネットプロトコル）によって、ネットワーク１０５（例えば、インターネット）に接続され得る。従って、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄは、ネットワーク１０５を介して、相互に情報（例えば、ソフトウェア、３Ｄ目的物のデジタル表現、付加製造装置を操作する命令又は指示など）を送信及び受信する。
【００１０】
システム１００は、１つ以上の付加製造装置（例えば、３Ｄプリンター）１０６ａ〜１０６ｂをさらに含む。図のように、付加製造装置１０６ａは、コンピュータ１０２ｄに直接接続されており（また、コンピュータ１０２ｄ、ネットワーク１０５を介して、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｃに接続されている）、付加製造装置１０６ｂは、ネットワーク１０５を介して、コンピュータ１０２ａ〜１０２ｄに接続されている。従って、付加製造装置１０６は、コンピュータ１０２に直接接続されてもよいし、ネットワーク１０５を介してコンピュータ１０２に接続されてもよいし、且つ／又は、別のコンピュータ１０２とネットワーク１０５とを介して、コンピュータ１０２に接続されてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００１１】
注意すべきは、システム１００は、ネットワーク及び１つ以上のコンピュータに関して記載されているが、本願明細書に記載の技術は、単一のコンピュータ１０２にも適用されることである。当該単一のコンピュータ１０２は、付加製造装置１０６に直接接続されてもよい。
【００１２】
図２は、図１におけるコンピュータの一例の機能的なブロック図を示している。コンピュータ１０２ａは、メモリ２２０とデータ通信するプロセッサ２１０、入力装置２３０、及び出力装置２４０を含む。いくつかの実施形態では、当該プロセッサは、任意のネットワークインターフェイスカード２６０とさらにデータ通信する。別々に記載されているが、コンピュータ１０２ａに関して記載された機能的なブロックが別々の構造上の部材である必要はないことが理解されるはずである。例えば、プロセッサ２１０及びメモリ２２０は、単一のチップに含まれてもよい。
【００１３】
プロセッサ２１０は、本願明細書に記載された機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプルグラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント又はこれらの適当な任意の組み合わせであり得る。また、プロセッサは、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、又はそのような他の任意の構成などの、演算装置の組み合わせとして実施されてもよい。
【００１４】
プロセッサ２１０は、１つ以上のバスを介して、情報を読み込む、又は情報を書き込むようにメモリ２２０に結合され得る。さらに、又は、代わりに、当該プロセッサは、プロセッサレジスタなどのメモリを含んでもよい。メモリ２２０は、プロセッサキャッシュを含み得る。当該プロセッサキャッシュは、異なるレベルが異なるキャパシティ及びアクセス速度を有するマルチレベル階層キャッシュを含む。また、メモリ２２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の揮発性記憶装置、又は非揮発性記憶装置を含み得る。当該記憶装置は、ハードドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などの光ディスク、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、及びＺｉｐドライブを含み得る。
【００１５】
また、プロセッサ２１０は、コンピュータ１０２ａの使用者から入力を受け付ける入力装置２３０と、コンピュータ１０２ａの使用者に出力を供給する出力装置２４０とに結合されてもよい。適した入力装置は、キーボード、ボタン、キー、スイッチ、ポインティングデバイス、マウス、ジョイスティック、リモートコントロール、赤外線検出器、バーコードリーダ、スキャナ、ビデオカメラ（おそらく、例えば、手のジェスチャー又は顔のジェスチャーを検出するためのビデオ処理ソフトウェアと結合されている）、動き検出器、又はマイクロフォン（おそらく、例えば、音声コマンドを検出するための音声処理ソフトウェアに結合されている）を含むが、これらに限定されない。適した出力装置は、ディスプレイ及びプリンタを含む視覚に基づく出力装置、スピーカ、ヘッドフォン、イヤホン及びアラームを含むオーディオ出力装置、付加製造装置、並びに触覚に基づく出力装置が含まれるが、これらに限定されない。
【００１６】
プロセッサ２１０は、ネットワークインターフェイスカード２６０にさらに結合されてもよい。ネットワークインターフェイスカード２６０は、１つ以上のデータ送信プロトコルに従ってネットワークを介して送信するために、プロセッサ２１０によって生成されたデータを準備する。また、ネットワークインターフェイスカード２６０は、１つ以上のデータ送信プロトコルに従ってネットワークを介して受信されたデータを復号する。ネットワークインターフェイスカード２６０は、送信機、受信機、又はこれらの両方を含み得る。他の実施形態では、送信機及び受信機は、別々の２つの部材であり得る。ネットワークインターフェイスカード２６０は、本願明細書に記載された機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプルグラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント又はこれらの適当な任意の組み合わせとして具体化され得る。
【００１７】
図３は、３Ｄ目的物又は３Ｄデバイスを製造するための工程３００を示す。図のように、ブロック３０５において、目的物のデジタル表現が、コンピュータ１０２ａなどのコンピュータを使用して設計される。例えば、２Ｄデータ又は３Ｄデータは、３Ｄ目的物のデジタル表現を設計することを援助するために、コンピュータ１０２ａに入力されてもよい。続いてブロック３１０において、情報は、コンピュータ１０２ａから付加製造装置１０６などの付加製造装置に送信され、当該装置１０６は、受信した情報に従って製造工程を開始する。ブロック３１５において、付加製造装置１０６は、粉体又は液体樹脂などの適当な材料を用いて３Ｄ目的物を製造し続ける。さらに、ブロック３２０において、３Ｄ目的物が生成される。
【００１８】
図４Ａに注目すると、付加製造装置の別の例が与えられる。この例において、付加製造装置は、レーザー焼結装置４１０である。しかしながら当業者は、本書で記載された方法は、ステレオリソグラフィー、レーザー溶解（金属）、または、さらには電子ビーム溶解（ＥＢＭ）を用いて実行してもよいことを容易に理解できるものとする。レーザー焼結装置４１０は３Ｄ目的物を１層ずつ（レイヤー・バイ・レイヤー法）成形することを可能とする。層は、図４Ｂに示される粉体面４１４のような粉体によって形成される。連続する粉体層は、たとえば、平準化ドラム４２２を用いて互いの上部に散布される。堆積の後、ＣＯ２レーザービームでもよい、コンピュータで制御されたレーザービームが表面を走査し、生成物の対応する断面の粉体粒子同士を選択的に結合することができる。この例において、レーザー光源４１２は、Ｘ−Ｙ方向に移動可能な赤外レーザー光源である。
【００１９】
したがって、レーザー光源は、そのビームを粉体の最も上部の層の特定の位置に向けるために、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動されてもよい。いくつかの実施形態において、レーザー焼結装置はさらに、静止レーザー光源４１２からレーザービームを受け、移動可能な鏡を通してレーザービームを偏向させ、ビームを装置の動作領域内の特定の位置に向ける、（図４Ａにおいて図示しない）レーザースキャナを含んでもよい。レーザー露光の間、粉体の温度は、ガラス転移温度を越えて上昇し、その後、隣接する粒子は、共に流れて３Ｄ目的物を生成する。レーザー焼結装置４１０はまた、放射加熱器および雰囲気制御装置４１６を含んでもよい。放射加熱器は、層の走査において、新しいパワー、その後の粉体層の再符号化の間にパワーを予熱するために用いられてもよい。雰囲気制御装置は、たとえば、粉体の酸化のような、所望しないシナリオを避けるために、工程の間中に用いられてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、粉体は１つ以上の移動可能なピストン４１８（ａ）および４１８（ｂ）を用いて散布されてもよい。ピストン４１８（ａ）および４１８（ｂ）は、粉体コンテナ４２８（ａ）および４２８（ｂ）から、形成された目的物４２４を保持する貯蔵器４２６に、粉体を押し込む。次いで、貯蔵器の深さは、移動可能なピストン４２０によっても制御される。ピストン４２０は、追加の粉体が粉体コンテナ４２８（ａ）および４２８（ｂ）から貯蔵器４２６へ移動するにしたがって、下向きに移動することによって、貯蔵器４２６の深さを増加させる。
【００２１】
図４Ｂは、本発明の種々の実施形態による熱画像化装置を含むために変形された付加製造装置４１０の一例を示すブロック図である。熱画像化装置は、近赤外線（ＮＩＲ）および/または赤外線（ＩＲ）のレンジで、粉体層の表面からの放射線をキャプチャするように構成されてもよい。示されるように、付加製造装置４１０（図４Ａにさらに詳細に示される）は、制御コンピュータ４３４と通信するように構成されている。制御コンピュータ４３４は、図１および図２に関連した上述のコンピュータの１つなどのコンピュータであってもよい。制御コンピュータ４３４は、付加製造装置４１０内に、付加製造工程を制御するためのハードウェアおよび/またはソフトウェアを構成していてもよい。いくつかの実施形態では、制御コンピュータは、付加製造を制御するプロセッサを含むことができる。ソフトウェアは、例えば、ベルギーのルーベンのMaterializeＮＶによって提供されるソフトウェアであってもよい。
【００２２】
付加製造装置４１０は、レーザー走査システム４４４および熱画像化装置４３６の両方を含むように構成されている。ある代替の実施形態では、画像形成装置は、成形工程中に成形領域をピクセル化して画像をキャプチャする、より一般的な画像化装置であってもよい。以下で詳細に説明するように、熱画像化装置４３６は、成形工程中に、成形領域４５０の画像をキャプチャするように構成することができる。サーマルカメラに精通している者には周知であるように、カメラによってキャプチャされた画像は、成形領域内の表面の温度を直接的または間接的に示すデータを含むことができ、または表面の温度を直接測定するために較正することもできる。いくつかの実施形態では、熱画像化装置４３６は、ＦＬＩＲによって製造されたマシンビジョンカメラなどのサーマルカメラであってもよい。マシンビジョンカメラは、制御コンピュータ４３４に組み込まれたマシンビジョンシステムと同時に動作するように構成することができる。いくつかの実施形態では、熱画像化装置４３６は、０.５Ｈｚと５０Ｈｚとの間の速度で画像をキャプチャするように構成されてもよい。さらに、熱画像化装置４３６は、レーザー走査システム４４４が成形領域４５０内で堆積された粉体層を走査している間に画像をキャプチャすることができる。
【００２３】
例えば、いくつかの実施形態では、典型的な層は、走査して再コーティングするのに約２０秒かかる。この時間の間に、１０Ｈｚのレートで画像をキャプチャするように構成された熱画像化装置４３６は、以下に説明するように、部品品質の評価で利用できる層毎に、約２００枚の画像をキャプチャすることになる。これらの画像は、制御コンピュータ４３４上のメモリ、またはネットワークアクセス可能な場所にある他のメモリ、または付加製造装置４１０に含まれる専用メモリに記憶することもできる。キャプチャ画像は、製造部品の熱履歴を決定するために使用されてもよい。この熱履歴は、製造し、試験され、かつ承認された既知のマスターモデルの熱履歴と比較することができる。通常、熱履歴は、走査および再コーティング工程中の各層の温度変動を表すことができる。
【００２４】
図５に注目すると、付加製造における部品品質を評価するための工程の概略のフローチャートを示す。工程は、ブロック５０２で開始する。ここで、製造部品の熱履歴は、例えば熱画像化装置４３６によってキャプチャされた熱画像データを用いて決定される。製造部品の熱履歴が得られたら、ブロック５０４に示すように、製造部品の熱履歴とマスターモデルの熱履歴とを比較する。次に、工程は判定ブロック５０６に移行する。ここでは、製造部品の熱履歴が指定された公差の範囲内か否かについて判定することができる。例えば、製造部品の特定の場所の熱履歴がマスターモデルの熱履歴から大幅に偏移している場合、この大幅な偏移は、部品の品質が最適でない可能性があることを示している。
【００２５】
判定ブロック５０６において、熱履歴が指定の公差の範囲内にない場合、工程はブロック５１０に進み、製造部品が不適合であると判定される。しかしながら、製造部品の熱履歴が指定の公差の範囲内にあることが分かった場合、工程はブロック５０８に進み、製造部品が適合していると判定される。いくつかの実施形態では、不適合部品は、広義の品質保証工程の一部において却下され、廃棄される場合がある。図５に示す工程を利用すれば、最初に、手間のかかる手作業での労働集約的な工程を必要とすることなく、部品の品質を評価することができる。いくつかの実施形態では、熱履歴またはより一般的な履歴データを、品質に関わる製品のビニング(binning)工程に使用することもできる。マスター製品に対して優れた適合性を備える、成形された製品は、わずかに不適合な製品よりも高い価格で販売することができる。
【００２６】
図６Ａは、図５のブロック５０２において、製造部品の熱履歴をどのようにして決定することができるかについてのより詳細な例を提供するフローチャートである。工程は、部品の成形工程が始まるブロック６０１で始まる。上記工程は、２つのブロック６０３および６０５が同時に進行する。ブロック６０３において、熱画像化装置４３６は、成形工程中に、粉体層の画像をキャプチャする。上述したように、いくつかの実施形態では、熱画像化装置４３６は、１.５〜５０Ｈｚの間の任意の速度で画像をキャプチャするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、使用される特定の熱画像化装置に依存しており、画像キャプチャ率は３０００Ｈｚほどの高い値でもよく、または０.５Ｈｚ程度の低い値であってもよい。さらに、熱画像化技術が向上するにつれて、画像キャプチャ速度のより高速度化が可能になる。
【００２７】
熱画像化装置４３６が、作業領域内の粉体層の最上層の画像をキャプチャする間に、制御コンピュータ４３４が、付加製造装置および制御コンピュータ４３４上で実行する制御ソフトウェアと一体化して構成されている場合、成形工程の種々の特徴に関するデータを記録することができる。これらのパラメータは、ヒータ温度、レーザーパワー、走査速度、レーザーが到達した粉体層上の位置、および様々な種類のタイミングデータなどのパラメータを含むことができる。タイミングデータは、成形中の新しい層毎に、層が作業領域に堆積し始める正確な時間を示すデータを含むことができる。タイミングデータはまた、上記工程において各層の粉体の堆積が完了した正確な時間を含んでもよい。タイミングデータはまた、層の走査が開始した正確な時間、および層の走査が完了した時間も含めることができる。もちろん、これらは単に例示的なパラメータであり、製造部品の成形工程に関連する別の種類の同様のデータもまた、目的物の熱履歴の決定に用いるためにキャプチャされてもよい。
【００２８】
工程はブロック６０７に進み、製造部品の上記成形工程が完了する。次に、工程はブロック６０９に進み、ブロック６０３で成形工程の間中にキャプチャされた熱画像をメモリに記憶することができる。上述したように、メモリは、付加製造装置４１０、制御コンピュータ４３４、ネットワーク記憶装置などの別のコンピュータ記憶領域、または熱画像化装置４３６自体内のメモリであってもよい。次に、工程はブロック６１１に進む。ここで、製造部品の熱履歴は、取得画像および記録された成形データに基づいて計算される。いくつかの実施形態では、熱履歴は、成形と同時に計算され、マスターモデルの熱履歴と比較することができる。その結果、マスターモデルの熱履歴と目的物の熱履歴との間に大きな偏移がある場合、成形を停止することがある。
【００２９】
製造部品の熱履歴の成形工程がブロック６１１に記載されているが、これは種々の方法で行うことができる。典型的には、熱履歴は、熱画像化装置４３６に記憶されたデータから抽出される。一実施形態では、熱履歴は数学的関数に基づいており、時間毎の温度挙動を目的物の特定の点または特定の領域の時間の関数として表される。
【００３０】
別の実施形態では、熱履歴は、時刻またはある時間間隔、目的物内の特定の領域の温度または温度変化を表す上述の数学的関数においてユーザが定義した点または区間であってもよい。さらに別の実施形態では、熱履歴は、目的物内の特定の領域の温度および１つ以上の熱時定数を表す数学的関数から抽出された定数を含んでもよい。さらに別の実施形態では、熱履歴は、所定の時間間隔における温度低下を表すことができ、または、代わりに、一定の温度低下に達するのに必要な時間間隔を表すこともできる。さらに別の実施形態では、熱履歴は、熱画像化装置４３６から抽出された、時間を関数とする温度のRAWデータであってもよい。熱画像化装置から抽出された上記データは、温度、グレー値を含むことができ、更に別のモニタリングカメラからのグレー値や入力などの別のパラメータを使用できることを当業者は理解するであろう。
【００３１】
図７Ａは、製造部品の熱履歴を計算するために使用され得る準工程の一例である。製造部品の熱履歴は、マスターモデルの熱履歴との比較のために利用され得るので、製造部品とマスターモデルとの比較のために使用されるデータは、各成形における時間と可能な限り最も近い時間における成形工程内における条件を必ず反映していることが望ましい。しかしながら、制御システムの適応性、レーザーの速度、複数の部品を相対的に走査する順序、粉体の湿度による層の予熱時間の変化のため、熱画像化装置４３６によってキャプチャされる画像は、複数の成形工程に渡って正確な経過時間でキャプチャされない。上述したように、熱画像化装置４３６は、１０Ｈｚと５０Ｈｚとの間の速度でのみ画像をキャプチャするように構成することができる。しかし、レーザースキャナは、これより速く動作し、複数の画像のキャプチャ中に目的物の層上の多くの点に到達することができる。その結果、熱画像化装置４３６によって撮影された複数の画像のデータ同士を単に比較するだけでは、製造された目的物およびマスター目的物から得られたデータが、有効な結果となることを確証することができない。むしろ、「リンゴとリンゴとの」比較を確実にするために、熱画像化装置４３６によってキャプチャされた画像同士を、同期可能にすることで効果的に画像同士を比較することができる。
【００３２】
したがって、いくつかの実施形態では、熱画像化装置４３６によってキャプチャされた非同期画像を、マスターモデルの成形工程中にキャプチャされた画像と直接比較することはない。それどころか、熱履歴曲線は、記録された成形データ、タイミングデータ、および/または取得画像に基づき生成可能である。ある特定の実施形態では、取得画像および基準時間に基づいて熱履歴曲線を生成することができる。基準時間を使用することにより、上記の数学的モデルを熱データにフィッティングまたは適用させること、及びフィッティングから生じる定数を使用する作業ができる。熱データは、数学的モデルまたは熱的モデルに適合させることができる。一実施形態では、使用可能なモデルは、Ｔ（ｔ）=Ａ×ＥＸＰ（-λ×Ｔ）＋Ｂで表され、ここで、Ａは、点が達する最大温度を表し、λは、レーザーが遠ざかった後の温度の減少率を示す指数関数的減衰係数で、Ｂは定数である。定数Ｂは、経時変化後の周囲/平衡温度を表すことができる。必要に応じて、指数関数的な因子や別の因子を使用することもできる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、数学的モデルは、過去に良好な成形をもたらすことが証明されたパラメータを含む共通モデルであってもよい。上記数式から得られた定数を用いた作業により、タイムスタンプから切り離された新しい種類の画像を成形することができる。そうすることで、タイミングパラメータを排除し、「リンゴとリンゴとの」比較を行うことができる。次に、定数をマスターモデルの定数と比較することができる。このアプローチは、熱画像から得られた温度、対応する（参照に関連した）タイムスタンプ、および熱挙動モデル（すなわち１指数以上）を用いて実行することもできる。要するに、付加製造装置４１０の適応制御システムを使用して、いくつかの種々のデータパラメータを、測定かつ利用できるため、温度値の内挿および/またはシミュレートして成形工程の全ての部品に対する温度値を推定することができる。
【００３４】
上述したように、一実施形態では、熱履歴は、時間ごとの温度挙動を目的物内の特定の領域の時間の関数として表す、数学的関数で記述または表現することができる。別の実施形態では、熱履歴は、ある時間またはある時間間隔における、目的物内の特定領域の温度または温度変化を表す上記の数学的関数においてユーザが定義した点またはユーザが定義した区間であってもよい。さらに、別の実施形態では、熱履歴は、目的物内の特定の領域の温度および１つ以上の熱時定数を表す数学的関数から抽出された定数を含む。さらに、別の実施形態では、熱履歴は、所定の時間間隔における温度降下、または、代わりに、特定の温度降下に達するのに必要な時間間隔を表す。さらに、熱履歴を用いた作業により、画像形成装置４３６から得られた熱データを用いた作業よりも、大幅なデータ量の削減が可能になる。
【００３５】
図７Ａは、製造部品の熱履歴を定義し、次いでその定義された熱履歴を利用し、部品品質をマスターモデルの部品品質と比較する工程の一例を提供するフローチャートである。大まかには、上記工程は、部品の各点に対して、成形工程の間全体の各瞬間の温度を示す熱履歴曲線の作成工程を含む。この工程は、ブロック７０２で開始し、ここでは、分析のために部品内のある点が選択される。当該部品は、部品の電子モデルから特定の位置を選択する選択工程で決定できる。次に、工程はブロック７０４に進み、ここでは、成形工程から特定の層が分析のために選択される。したがって、ボックス７０２およびボックス７０４では、製造部品の特定の場所および特定の層が分析のために選択される。次に、成形工程中にキャプチャされたデータを使用して、熱データがメモリから検索される。例えば、ブロック７０６において、検討するための点および層に関連する熱データがメモリから検索される。ブロック７０８において、成形データは、部品を製造する間に記録され、かつ検討するための層に関連する当該成形データは、メモリからも検索される。
【００３６】
上述したように、熱画像化装置４３６は、一般的には、レーザースキャナが到達したありとあらゆる点に対して、確実に画像を撮影する速度で画像をキャプチャすることはできない。その結果、熱画像化装置４３６によって撮影される複数の画像は、それぞれの成形において、相対的に全くの同時の瞬間には撮影されない。例えば、マスターモデルを生成する成形工程では、複数の画像は、上記工程においてある経過時点でキャプチャされていた可能性があり、一方、後で製造される部品は、複数の画像がばらばらの経過時間でキャプチャされる可能性がある。これらのばらばらの経過時間であることが原因で、マスターモデルと後で製造された部品との間の画像の比較は、信頼できる部品品質の評価につながらないことがある。種々の部品間のイメージデータおよび成形工程データを確実に有効な比較ができるために、キャプチャデータを調節する熱履歴が生成でき、その結果、「リンゴとリンゴとの」比較において上記熱履歴を使用できる。
【００３７】
この比較を達成するために、工程は次にブロック７１０に進み、ここでは、熱履歴曲線が、検索データに基づいて決定される。いくつかの実施形態では、熱履歴曲線は、図８Ａに示すグラフ８００などのグラフで表すことができる。示されるように、熱履歴曲線は、ｘ軸を時間（秒）で表し、ｙ軸を温度（摂氏）で表すｘｙグラフ上に表される。この例では温度と時間が使用されているが、別のモニタリングカメラからのグレー値や入力などの別のパラメータを使用できることを当業者は理解するであろう。この例では、グラフに示される時間は、検討するための層を付加製造装置４１０が走査するのに必要な合計時間を表している。上記温度値は検討するための点の温度を表している。したがって、ｘｙグラフ８００上のプロットでできる線は、検討するための点の局部的な温度を時間の関数として表されている。このプロットでできる線は、通常、検討するための層における、走査サイクル間の様々な状態を表している。
【００３８】
上記グラフにおいて８０１で示される第１の状態は、層の再コーティングの完了に掛かる時間を表す一方で、スキャナは、まだ上記点への到達が完了していない。その結果、温度は比較的低く、通常は、粉体層中の堆積粉体の温度またはその付近の温度である。レーザースキャナが検討するための点に向かって移動する際、ビームがその点へ接近していくため、（図示のように）温度がわずかに上昇することがある。検討するための点がレーザーによって走査されると、温度が（プロット線である８０３の部分で示されるように）急速に増加する。温度は粉体の融点（破線８０５）を超えて上昇し、位置８０７でピークに達する。スキャナが目的物内の別の点に移動すると、８０９部分の線で示されるように、（熱拡散特性により）温度が低下し始める。この線は、検討するための点の熱履歴と考えることができる。上述のように、ある発明的実施形態では、検討するための点の熱履歴は、時間ごとの温度挙動を目的物内の特定の領域の時間の関数として表す数学的関数を含む場合もある。別の実施形態では、熱履歴は、目的物内のある特定の領域の時間の瞬間またはある時間間隔、温度または温度変化を表す上記の数学的関数において、ユーザが定義する点またはユーザが定義する区間であってもよい。さらに別の実施形態では、熱履歴は、目的物内の特定の領域の温度および１つ以上の熱時定数を表す数学的関数から抽出された定数を含む。さらに別の実施形態では、熱履歴は、所定の時間間隔における温度降下、または、代わりに、特定の温度降下に達するのに必要な時間間隔を表す。さらに別の実施形態では、非同期性は、図８Ａのグラフ上のエッジを立ち上げる急さエッジを切断することで向上する。
【００３９】
図８Ａの熱履歴は、成形工程中に行われた実際の熱測定を利用することで、初期に作成されてもよい。ただし、成形工程中に記録された記憶データは、特にイベントのタイミングに関連した追加情報もまた提供する。例えば、システムによって記録された成形工程の情報は、検討するための層および点に関連する種々のイベントの正確なタイミングを含むことができる。この情報は、リコーターが層となる粉体を堆積させた正確な時間を含むことができる。図８Ａは、この時間を破線８１７として示す。この情報には、層上でレーザー走査が開始された瞬間も含まれる。図８Ａは、この時間を破線８１９として表している。この情報は、レーザーが検討するための点を走査した正確な時間をさらに含むことができる。この特定の時間は、図８Ａの破線８１５として示されている。別の事象のタイミングも、適切に同期した熱履歴を決定するために記録、かつ利用することができる。
【００４０】
この情報および他の記録された情報ならびに熱拡散が発生する物理的性質を利用することで、工程の全ての瞬間に実際の熱測定が行われていなくても、図８Ａの熱履歴曲線は、外挿法によって推定することでシミュレートすることができる。例示として、場合によっては、熱画像化装置４３４は、レーザーが検討するための点を走査する正確な時間に画像をキャプチャできないことがある。点の温度が最高になり得るのは通常にこの時点である。図８Ａに示す例では、熱画像化装置は、レーザーが検討するための点を走査した（破線８１５で示す）正確な瞬間に画像をキャプチャしなかった。
【００４１】
むしろ、熱画像化装置は、スキャナが検討するための点をヒットさせた直前および直後に熱画像をキャプチャした。したがって、検討するための点をスキャナがヒットさせた正確な時間は、分かっており、その点における材料の熱挙動は、仮定された熱モデルを用いて適合させることができる。レーザーが検討するための点を走査した正確な時間における温度は、この情報に基づいて推測および/または外挿法によって推定することができるため、曲線上にＸＹ値を追加してプロット化した。熱履歴曲線上の別の値は、キャプチャかつ記録されたデータを使用して、同様に推定および/または外挿法によって推定することができる。
【００４２】
ここで、図７Ａに示すフローチャートに着目し、検討するための点/層についての熱履歴が計算されると、工程は判定ブロック７１２に進む。ここでは、点を検討ができる分析可能な追加の層が存在するか否かの判定がなされる。もし存在する場合、工程はブロック７０４に戻り、次の層が分析のために選択される。もし判定ブロック７１２において、点を検討できるための分析可能な追加の層がない場合、工程は判定ブロック７１４に進む。判定ブロック７１４では、熱履歴曲線を生成できる追加の点が目的物内に存在するか否かの判定がなされる。もし存在する場合、工程はブロック７０２に戻り、そこで分析のための目的物の新しい点が選択される。しかしながら、判定ブロック７１４において、検討すべき目的物内に追加の点がない場合、工程はブロック７１６に進む。
【００４３】
ブロック７１６では、製造部品について生成された熱履歴とマスターモデルの熱履歴とを比較することができる。図８Ｂは、図８Ａの熱履歴と共に、いかなる同期もしないで重畳されたマスターモデルの絶対熱履歴とを示す。上記マスターモデルの熱履歴は、破線８１１で示され、図８Ａに関連して製造された部品の熱履歴とは時間的なオフセットがなされている。しかし、２つの熱履歴は、数学的モデルに適合させ、適合定数を抽出することによって同期させることができる。これらの適合定数は時間に依存しない。したがって、各点における適合定数を比較することができる。適合定数の例は、最高温度または指数関数的減衰時間であるが、これらに限定しない。したがって、これらの調節は、成形工程中にキャプチャ、かつ記録された情報を利用して、２つの熱履歴が等価な瞬間を表すよう熱履歴の位置を調節することで達成できる。最後に、工程はブロック７１８に進み、部品とマスターモデルとの間の熱履歴の類似性に基づき、部品がマスターモデルに対して適合することを判定する。
【００４４】
いくつかの実施形態では、成形の適合性は、成形工程中にほぼリアルタイムでチェックすることができる。これらの実施形態では、画像がキャプチャされて成形工程データが記憶されるので、熱履歴がリアルタイムで生成でき、マスターモデルとの比較が可能になる。顕著な偏移がある場合、成形は、停止でき、その特定の被験体にさらに無駄な時間と労力を費やさずに済む。いくつかの実施形態では、成形は、検出された欠陥を修復するよう調節することができる。
【００４５】
図６Ｂおよび図７Ｂは、熱履歴をリアルタイムに処理する例を提供する。図６Ｂに戻ると、リアルタイムの処理は、ブロック６２１で開始され、そこでは、層が成形領域に堆積され、付加製造装置４１０によって走査される。次に、工程は、２つのブロック６２３および６２５を同時に進めさせる。ブロック６２３では、層が走査されている際に熱画像が取得されている。同時に、ブロック６２５に示すように、成形工程データも記録される。次に、工程は、ブロック６２７に進み、熱画像がメモリに記憶される。その後、工程はブロック６２９に進み、層の熱履歴が、記憶された画像および成形データに基づいてリアルタイムで計算され、その結果、計算された熱履歴とマスター部品の熱履歴とを比較する。工程は次に判定ブロック６３１に進み、そこでブロック６２９で行われた比較の結果に基づいて、成形工程への変更が必要か否かの判定が行われる。変更が必要でない場合、例えば、新しい部品の熱履歴とマスター部品の熱履歴とが一致し、工程はブロック６２１に戻り、そこで次の層の堆積および走査が行われる。しかし、もし変更が必要な場合、工程はブロック６３３に進み、成形工程は、マスター部品からの偏移の種類に基づいて調節される。これらの調節は、スキャナ速度、スキャナパワー、層の厚さ、または付加製造装置４１０によって調節可能な別のある付加製造パラメータの調節を含んでもよい。
【００４６】
図７Ｂは、図６Ｂのブロック６２９の準工程であり、熱履歴を実時間の環境でリアルタイム計算できる工程をより詳細に説明するフローチャートを示す。上記工程は、ブロック７２２で開始する。そこでは、現在までに印刷された層が分析のために選択される。次に、工程はブロック７２４に進み、そこで層内の特定の点が分析のために選択される。次に工程はブロック７２６に進み、選択された点/層の記憶された熱データがメモリから検索され、さらにブロック７２８において、上記記録された成形データも検索される。次に、工程はブロック７３０に進み、検索されたデータに基づいて熱履歴曲線が計算される。熱履歴曲線が計算されると、ブロック７３２で、上記熱履歴曲線を、マスター部品の比較可能な熱履歴と比較する。ブロック７３４では、ブロック７３２で行われた比較に基づいて、製造部品とマスター部品との適合性が判定される。このリアルタイムの状況では、狙いをつけた層毎に走査されることで、これらの点の熱履歴を生成することが可能となり、マスター部品に対する評価ができる。基準から偏移していることが確認された場合、製造工程を調節する機会が設けられることで、そうしない場合に欠陥部品になり得るプリンタ資源の無駄を避けることができる。さらに、仮に基準からの偏移が極めて大きい場合、印刷工程を終了し、資源および時間を節約することが可能となる。
【００４７】
さらに別の実施形態では、熱画像データを、数学的圧縮関数を利用して圧縮することで、１層毎に、熱画像データを１または２つの画像に縮小することができる。
【００４８】
上述の実施形態は、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）に関するものであるが、当業者は、本明細書で開示されたシステムおよび方法が、ＳＬＡ、ＥＢＭ、金属焼結などを含む別の種類の付加製造に使用できることを容易に理解できるであろう。
【００４９】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のシステムおよび方法を使用して、製造部品の各点が溶融温度を超えた状態であった期間の長さに基づいた部品品質のチェックを行うことができる。部品内のある点に関する熱履歴から、不十分な時間で融点を上回っていたことが明らかとなった場合、部品にかなり多くの気孔が存在し得ることが明確である。同様に、温度があまりにも長時間にわたり融点を上回っていた場合、過剰溶融によって部品に歪みが存在し得ることを示唆するものである。
【００５０】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたシステムおよび方法を使用することで、推定された上記熱モデルが、その点に対して、測定された実験データ内でどの位フィットするかを表す「適合係数」に基づき部品品質を検査することができる。例えば、適合係数が高い値の場合、上記想定の熱モデルは、測定された熱挙動を良好に表すが、低い値の場合、パラメータは適合していたとしても、実際の状況を正確に表すことにはならない。統計上の「適合係数」の例は、決定係数値であり、適合度が低ければゼロに近く、適合度が高ければ１に近い。
【００５１】
本明細書に開示されたシステムおよび方法の利用により、成形工程がマスター成形中に行われた方法と同じ方法でサンプリングされない場合でも、製造部品とマスターモデルとを確実に比較することができる。本明細書で開示される技術を適用すると、マスターモデルで定義されたパラメータと同等のパラメータに基づき、製造部品ごとの熱履歴を作成することができる。さらに、本明細書に記載されたシステムおよび方法は、通常、熱画像化装置の使用に関わるものであるが、当業者は、より一般的な画像形成装置においても同様に使用され得ることを理解するであろう。これらの実施形態では、熱読取り法を利用して、部品品質を判定するよりむしろ、マスターモデルと製造部品との間で、未処理画像のピクセル値の比較する場合の方が、部品品質および適合性もまた判定することができる。
【００５２】
本願明細書に開示された種々の実施形態は、コンピュータ制御システムの使用を提供する。当業者は、汎用コンピューティングシステム環境若しくは構成、及び／又は、専用コンピューティングシステム環境若しくは構成、の両方を含む非常に多くの種々のタイプのコンピューティングデバイスを使用して、これらの実施形態を実行してもよいことを容易に理解するであろう。上述の実施形態に関連した使用に適している可能性のある、既知のコンピューティングシステム、コンピューティング環境及び／又はコンピューティング構成の例は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯用デバイスまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサに基づいたシステム、プログラマブルコンシューマエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステム又はデバイスの何れかを含む分散コンピューティング環境などを含んでもよいが、これらに限定されない。これらのデバイスは、保存された指示を含んでもよく、当該指示は、コンピューティングデバイスにおけるマイクロプロセッサによって実行された場合、当該指示を実行するために、コンピュータデバイスに特定の動作を行わせる。本願明細書で用いられるように、指示は、システムにおいて情報を処理するための、コンピュータによって実行されるステップを示す。指示は、ソフトウェア、ファームウェア又はハードウェアにおいて実行され、システムの構成要素によって引き受けられた任意のタイプのプログラム化されたステップを含み得る。
【００５３】
マイクロプロセッサは、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏプロセッサ、８０５１プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）プロセッサ、又はＡｌｐｈａ（登録商標）プロセッサなどの、任意の従来の汎用シングルチップマイクロプロセッサ又は汎用マルチチップマイクロプロセッサであってもよい。さらに、マイクロプロセッサは、デジタルシグナルプロセッサ又はグラフィックプロセッサなどの、任意の従来の専用マイクロプロセッサであってもよい。マイクロプロセッサは、通常、従来のアドレスライン、従来のデータライン、及び１つ以上の従来の制御ラインを有する。
【００５４】
本願明細書に開示された発明の態様及び実施形態は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組み合わせを生成する標準プログラミング又は標準エンジニアリング技術を用いた方法、装置又は製品として実施されてもよい。本願明細書で使用される「製品」は、光学記憶装置などのハードウェア又は非一過性コンピュータ読み取り可能媒体、及び揮発性メモリ又は不揮発性メモリ、信号、搬送波などの一過性コンピュータ読み取り可能媒体において実装されるコード又はロジックを示す。そのようなハードウェアは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、マイクロプロセッサ、又は他の類似の処理装置を含むが、これらに限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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