(57)【要約】  完成した構造物が適切に形成されているかを確認できる構造物の形成方法及び構造物の検査方法を提供すること。  本開示の構造物の形成方法では、硬化性粘性流体を吐出する吐出工程と、吐出工程において吐出された硬化性粘性流体を硬化させる硬化工程とを含み、吐出工程と硬化工程とを繰り返し実行することで、硬化性粘性流体を硬化させた硬化層を積層方向に積層した構造物を形成する。そして、吐出工程において目印部を形成する。目印部は、積層方向へ延びるように設けられ、複数の硬化層により構成されており、且つ構造物において外部から視認可能な状態となっている。
2019058497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性粘性流体を吐出する吐出工程と、前記吐出工程において吐出された前記硬化性粘性流体を硬化させる硬化工程とを含み、前記吐出工程と前記硬化工程とを繰り返し実行することで、前記硬化性粘性流体を硬化させた硬化層を積層方向に積層した構造物を形成する構造物の形成方法であって、
前記吐出工程において、
前記積層方向へ延びるように設けられ、複数の前記硬化層により構成されており、且つ前記構造物において外部から視認可能な状態の目印部を形成する、構造物の形成方法。
【請求項２】
前記吐出工程において、
前記目印部を、前記積層方向に連続して形成する、請求項１に記載の構造物の形成方法。
【請求項３】
前記吐出工程において、
前記目印部を、前記構造物の外周面に形成する、請求項１又は請求項２に記載の構造物の形成方法。
【請求項４】
前記吐出工程において、
前記目印部を形成する前記硬化性粘性流体として、前記硬化層の前記目印部を除く他の部分を形成する前記硬化性粘性流体とは異なる色の前記硬化性粘性流体を用いる、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の構造物の形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の構造物の形成方法によって形成された構造物の検査方法であって、
前記構造物の前記目印部を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された撮像データに対する画像処理を実行し、前記構造物に形成された前記目印部の形状を検出する画像処理工程と、
検出された前記目印部の形状が、前記目印部を形成するために設定された目標となる形状と一致するか否かを判定する判定工程と、
を含む、構造物の検査方法。
【請求項６】
前記吐出工程において、
前記目印部を形成する位置に合わせて前記硬化性粘性流体の吐出を停止し、前記目印部として、前記構造物の一部を切り欠いた切り欠き部を形成する、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の構造物の形成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の構造物の形成方法によって形成された構造物の検査方法であって、
前記切り欠き部を形成するために設定された目標となる形状に合わせて形成された治具を、前記構造物に形成された前記切り欠き部に嵌め込む嵌め込み工程と、
前記嵌め込み工程において前記構造物に形成された前記切り欠き部の形状と、前記治具の形状が一致するか否かを判定する判定工程と、
を含む、構造物の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層造形法により構造物を形成する形成方法及び、その構造物を検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の形成方法には、構造物を複数の層に分けて形成した層状の材料を、順次積み重ねて立体の構造物を製造する積層造形法がある。積層造形法としては、例えば、光造形法（ＳＬ：Stereo Lithography）、粉末焼結法（ＳＬＳ：Selective Laser Sintering）、熱溶解積層法（ＦＤＭ：Fused Deposition Molding）などが知られている。例えば、下記特許文献には、積層造形を行う形成装置により形成した複数のパーツを組み合わせて大きな構造物を形成する技術が開示されている。各パーツには、パーツ同士を正しく組み合わせるための凹凸形状が形成されている。各パーツを組み合わせることで、形成装置のサイズを超える大きな構造物が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、形成装置のサイズを超えるような構造物に対する需要が存在する。各パーツ、即ち、１回の積層造形で形成される構造物が大型化すると、積層造形の作業に必要となる時間が増大する。一方で、構造物をスライスした１層分の厚みは、例えば、数μｍ（マイクロメートル）又は１μｍにも満たない大きさとなる可能性がある。このため、１回の積層造形が終了するまでに数日掛かる場合もある。【０００５】
形成装置は、連続した作業時間が長くなればなるほど、例えば、データ処理の誤動作や、インクジェットヘッドのノズルの詰まりなど、電気的又は物理的な不具合が発生する可能性が高くなる。このため、積層造形の作業において、１層又は複数層を適切に形成できていないにも係わらず、作業を継続し構造物を完成させてしまう可能性がある。本開示は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、完成した構造物が適切に形成されているかを確認できる構造物の形成方法及び構造物の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の構造物の形成方法は、硬化性粘性流体を吐出する吐出工程と、前記吐出工程において吐出された前記硬化性粘性流体を硬化させる硬化工程とを含み、前記吐出工程と前記硬化工程とを繰り返し実行することで、前記硬化性粘性流体を硬化させた硬化層を積層方向に積層した構造物を形成する構造物の形成方法であって、前記吐出工程において、前記積層方向へ延びるように設けられ、複数の前記硬化層により構成されており、且つ前記構造物において外部から視認可能な状態の目印部を形成する。
また、本開示の内容は、構造物の形成方法だけでなく、構造物の検査方法としても実施し得るものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の構造物の形成方法、構造物の検査方法では、目印部は、積層方向に延び、複数の硬化層により構成される。また、目印部は、構造物の外部から視認可能となっている。このため、外部からこの目印部を確認することで、目印部を構成する複数の硬化層が適切に形成されているのかを確認できる。仮に、１つの硬化層が抜け落ち、目印部が正しく形成されていないことが分かれば、完成した構造物が適切に形成されていないことを確認できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の構造物形成装置を示す図である。
【図２】インクジェットヘッドから紫外線硬化樹脂を吐出している状態を示す図である。
【図３】硬化層として絶縁性の絶縁層を形成している状態を示す図である。
【図４】インクジェットヘッドから金属インクを吐出している状態を示す図である。
【図５】硬化層として金属配線を形成している状態を示す図である。
【図６】制御装置を示すブロック図である。
【図７】構造物を示す模式図である。
【図８】目印部を設けた構造物を示す模式図である。
【図９】構造物の形成及び検査の工程の流れを示すフローチャートである。
【図１０】外周面の正面図であって、正常状態と、異常状態の目印部を示す模式図である。
【図１１】別例の目印部を示す模式図である。
【図１２】別例の目印部を示す模式図である。
【図１３】別例の目印部を示す模式図である。
【図１４】別例の目印部を示す模式図である。
【図１５】第２実施形態の目印部を設けた構造物を示す模式図である。
【図１６】別例の目印部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本願の形成装置を具体化した第一実施形態の構造物形成装置１０を示している。本実施形態の構造物形成装置（以下、「形成装置」と略す場合がある）１０は、搬送装置２０と、造形ユニット２２と、実装ユニット２３と、検査ユニット２４と、制御装置（図６参照）２６とを備える。それら搬送装置２０、造形ユニット２２等は、形成装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２８の長手方向をＸ軸方向、ベース２８の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。
【００１０】
搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４と、Ｘ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ（図６参照）３８を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６をＸ軸方向の任意の位置に移動させる。
【００１１】
また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０と、ステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｙ軸スライドレール５０の一端部は、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。これにより、Ｙ軸スライドレール５０は、Ｘ軸スライダ３６のスライド移動にともなって、Ｘ軸方向に移動可能とされている。ステージ５２は、Ｙ軸スライドレール５０によってＹ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ（図６参照）５６を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２をＹ軸方向の任意の位置に移動させる。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２８上の任意の位置に移動可能となっている。
【００１２】
ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基材（図２参照）７０が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された基材７０のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、基材７０が基台６０に対して固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０をＺ軸方向に昇降させる。
【００１３】
造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に構造物を造形するユニットであり、印刷部７２と、硬化部７４とを有している。印刷部７２は、図２及び図４に示すように、インクジェットヘッド７６を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に、硬化性粘性流体７７を薄膜状に吐出する。硬化性粘性流体７７は、熱，光等により硬化する粘性流体である。硬化性粘性流体７７としては、例えば、紫外線硬化樹脂や金属インク等が挙げられる。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する。金属インクは、金属の微粒子を溶剤中に分散させたものであり、熱により焼成し、硬化する。
【００１４】
図２は、インクジェットヘッド７６から紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出している状態を示している。図４は、インクジェットヘッド７６から金属インク７７Ｂを吐出している状態を示している。インクジェットヘッド７６は、硬化性粘性流体７７が図２に示す紫外線硬化樹脂７７Ａである場合には、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出する、あるいは紫外線硬化樹脂７７Ａを加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式によって複数のノズルから紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出する。また、インクジェットヘッド７６は、硬化性粘性流体７７が図４に示す金属インク７７Ｂである場合には、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから金属インク７７Ｂを吐出する。なお、吐出装置としては、複数のノズルを備えるインクジェットヘッド７６に限らず、例えば、１つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、インクジェットヘッド７６は、金属インク７７Ｂを吐出するノズルと、紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出するノズルとを別々に備えてもよく、２つの硬化性粘性流体７７を吐出するノズルを共用しても良い。
【００１５】
図３及び図５に示すように、硬化部７４は、平坦化装置７８と、照射装置８２とを有している。平坦化装置７８は、インクジェットヘッド７６によって基材７０の上に吐出された硬化性粘性流体７７の上面を平坦化するものである。平坦化装置７８は、ローラ７９と、回収部８０とを有している。ローラ７９は、円柱形状をなし、平坦化装置７８の制御に基づいて、流動可能な状態の硬化性粘性流体７７（紫外線硬化樹脂７７Ａや金属インク７７Ｂ）の表面を回転しながら移動し、表面を平坦化する。回収部８０は、例えば、ローラ７９の表面に向かって突出するブレードを有しており、ブレードで掻き取った硬化性粘性流体７７を貯めて排出する。回収部８０は、例えば、回収した硬化性粘性流体７７を廃液タンクに排出する。平坦化装置７８は、硬化性粘性流体７７の表面を均しながら余剰分の硬化性粘性流体７７を掻き取ることで、硬化性粘性流体７７の表面を平坦化する。なお、回収部８０は、回収した硬化性粘性流体７７を、再度、供給タンクに戻しても良い。また、平坦化装置７８による平坦化は、硬化性粘性流体７７の吐出ごとに実行しなくとも良い。例えば、特定の層の形成時のみ平坦化を実行しても良い。
【００１６】
また、照射装置８２は、基材７０の上に吐出された硬化性粘性流体７７に光を照射するものである。硬化性粘性流体７７は、光の照射により硬化し、薄膜状の硬化層８６となる。具体的には、図３は、例えば、硬化層８６として絶縁性の絶縁層８６Ａを形成している状態を示している。照射装置８２は、硬化性粘性流体７７が紫外線硬化樹脂７７Ａである場合、紫外線硬化樹脂７７Ａに紫外線を照射する。例えば、図２に示すように、まず、インクジェットヘッド７６は、基材７０の上に紫外線硬化樹脂７７Ａを薄膜状に吐出する。そして、図３に示すように、照射装置８２は、薄膜状に広がった紫外線硬化樹脂７７Ａに対し紫外線を照射することで、紫外線硬化樹脂７７Ａを硬化し、絶縁層８６Ａ（硬化層８６）を形成する。
【００１７】
また、図５は、硬化層８６として金属配線８６Ｂを形成している状態を示している。照射装置８２は、硬化性粘性流体７７が金属インク７７Ｂである場合、金属インク７７Ｂにレーザ光を照射する。例えば、図４に示すように、インクジェットヘッド７６は、硬化した絶縁層８６Ａの上に金属インク７７Ｂを薄膜状に吐出する。そして、図５に示すように、照射装置８２は、薄膜状に広がった金属インク７７Ｂにレーザ光を照射することで、金属インク７７Ｂを焼成して硬化させる。金属インク７７Ｂの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。このため、照射装置８２は、金属インク７７Ｂを焼成することで、金属製の硬化層８６、即ち、金属配線８６Ｂを形成できる。
【００１８】
また、図１に示す実装ユニット２３は、例えば、造形ユニット２２によって形成した金属配線８６Ｂに接続される各種の電子部品を実装するユニットであり、実装部８３と、供給部８４とを備えている。実装部８３は、例えば、電子部品を吸着する吸着ノズル（図示略）を有しており、吸着ノズルで保持した電子部品を実装する。供給部８４は、例えば、テーピング化された電子部品を１つずつ送り出すテープフィーダを複数有しており、実装部８３へ電子部品を供給する。なお、供給部８４は、テープフィーダに限らず、トレイから電子部品をピックアップして供給するトレイ型の供給装置でもよい
【００１９】
実装ユニット２３は、例えば、ステージ５２の移動にともなって、実装部８３の下方の位置に基材７０が移動してくると、実装部８３を供給部８４の部品供給位置まで移動させるとともに、供給部８４を駆動させて必要な部品を供給させる。そして、実装部８３は、吸着ノズルによって供給部８４の部品供給位置から電子部品を吸着保持し、基材７０上に造形された硬化層８６の上に配置する。
【００２０】
検査ユニット２４は、造形ユニット２２及び実装ユニット２３によって造形された構造物を検査するユニットである。検査ユニット２４は、撮像部８８と、治具可動部８９とを有している。撮像部８８は、例えば、後述する完成した構造物に形成された目印部を撮像するために使用される。治具可動部８９は、例えば、治具を挟んで移動するロボットアームを有しており、完成した構造物に形成された切り欠き部に治具を嵌め込む。
【００２１】
図６に示すように、制御装置２６は、コントローラ１０２と、複数の駆動回路１０４と、記憶装置１０６と、画像処理装置１０８とを備えている。複数の駆動回路１０４は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、平坦化装置７８、照射装置８２、実装部８３、供給部８４、治具可動部８９に接続されている。コントローラ１０２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０４に接続されている。記憶装置１０６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えており、形成装置１０の制御を行う制御プログラム１０７が記憶されている。コントローラ１０２は、制御プログラム１０７をＣＰＵで実行することで、搬送装置２０、造形ユニット２２等の作動を制御することが可能となっている。また、コントローラ１０２は、画像処理装置１０８にも接続されている。画像処理装置１０８は、撮像部８８により撮像された撮像データを画像処理するための装置である。これにより、コントローラ１０２は、撮像データに基づいて、構造物に形成された目印部（切り欠き部を含む）の形状等を取得する。
【００２２】
本実施形態の形成装置１０は、上述した構成によって、硬化性粘性流体７７として紫外線硬化樹脂７７Ａや金属インク７７Ｂを硬化させることで、絶縁層８６Ａや金属配線８６Ｂなどの硬化層８６を形成する。形成装置１０は、硬化層８６を複数、積層させることで、任意の形状の構造物を形成することが可能となっている。また、形成装置１０は、硬化層８６を積層する過程で実装ユニット２３によって電子部品を実装する。例えば、制御プログラム１０７には、構造物をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ１０２は、制御プログラム１０７のデータに基づいて、硬化性粘性流体７７を吐出、硬化等させて構造物を形成する。また、コントローラ１０２は、制御プログラム１０７のデータに基づいて電子部品を配置する層や位置等の情報を検出し、検出した情報に基づいて電子部品を実装する。
【００２３】
以下の説明では、一例として、図７に示す三次元の構造物９１を形成する場合について説明する。図７に示すように、構造物９１は、複数層（図示例では５層）の絶縁層８６Ａと、金属配線８６Ｂと、電子部品９３とを備えている。なお、図７に示す絶縁層８６Ａを示す線は、各層の位置を示すために便宜上示した線で有り、実際の完成した構造物９１の外周面に描かれる線ではない。また、図８以降においても、絶縁層８６Ａの各層の位置を示すために、層ごとに線を図示している。また、以下の説明では、コントローラ１０２が、制御プログラム１０７を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「搬送装置２０が基台６０を移動させる」とは、「コントローラ１０２が、制御プログラム１０７を実行して搬送装置２０の作動を制御し、搬送装置２０の作動によって基台６０を移動させる」ことを意味している。
【００２４】
まず、ステージ５２の基台６０に基材７０がセットされる。搬送装置２０は、基材７０をセットされたステージ５２を、造形ユニット２２の下方に移動させる。印刷部７２のインクジェットヘッド７６は、硬化性粘性流体７７として紫外線硬化樹脂７７Ａを基材７０の上に吐出する（図２参照）。照射装置８２は、基材７０上の紫外線硬化樹脂７７Ａに対して紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂７７Ａを硬化させる（図３参照）。コントローラ１０２は、吐出工程と硬化工程とを繰り返し実行することで、所望の厚さの絶縁層８６ＡをＺ軸方向（積層方向の一例）へ積層する。
【００２５】
また、コントローラ１０２は、Ｚ軸方向の所定の高さまで絶縁層８６Ａを積層すると、インクジェットヘッド７６によって金属インク７７Ｂを、絶縁層８６Ａの上に吐出する（図４参照）。照射装置８２は、絶縁層８６Ａの上に吐出した金属インク７７Ｂにレーザ光を照射して焼成し、所定の層に金属配線８６Ｂを形成する（図５参照）。
【００２６】
また、コントローラ１０２は、例えば、金属配線８６Ｂと接続される位置に電子部品９３を配置する。実装部８３は、供給部８４から供給された電子部品９３を吸着ノズルで保持し、電子部品９３を絶縁層８６Ａ上に配置する。そして、コントローラ１０２は、さらに造形ユニット２２を駆動しＺ軸方向へ絶縁層８６Ａを積層し、図７に示す構造物９１を形成する。
【００２７】
ここで、形成装置１０は、上記した構造物９１を形成する工程において、例えば、制御プログラム１０７に基づくデータ処理でデータの誤りが発生し、絶縁層８６Ａや金属配線８６Ｂを適切に形成できない虞がある。また、形成装置１０は、例えば、インクジェットヘッド７６のノズルに詰まりが発生することで、絶縁層８６Ａや金属配線８６Ｂを適切に形成できない虞がある。その結果、１層又は複数層の絶縁層８６Ａを適切に形成できていないにも係わらず、作業を継続し構造物９１を完成させてしまう可能性がある。図７は、説明の便宜上、簡略化した５層の絶縁層８６Ａで構成される構造物９１を図示している。しかしながら、実際の構造物９１において、各層の厚みは、数μｍ又は１μｍにも満たない大きさとなる可能性がある。このため、完成した構造物９１において、任意の層が抜け落ちていたとしても、外部から見て確認することは困難となる。
【００２８】
そこで、図８に示すように、本実施形態のコントローラ１０２は、構造物９１の外周面９１Ａに円形の目印部９５を形成する。目印部９５は、例えば、絶縁層８６Ａの一部で構成され、絶縁層８６Ａの他の部分とは異なる色で形成される。そして、コントローラ１０２は、完成した構造物９１の目印部９５を確認することで、構造物９１が適切に形成されているか否かを判定する。図９は、構造物９１の形成及び検査の工程の流れを示すフローチャートである。コントローラ１０２は、例えば、管理装置から構造物９１の製造を開始する命令を受け付けると、制御プログラム１０７を実行し、図９に示す処理を開始する。
【００２９】
まず、図９に示すステップ（以下、単にＳと記載する）１１において、コントローラ１０２は、制御プログラム１０７から製造対象の構造物９１の三次元データを取得する。次に、コントローラ１０２は、目印部９５を形成する位置を決定する（Ｓ１３）。コントローラ１０２は、例えば、構造物９１の形成に先立って、ユーザ等から目印部９５を形成する旨の命令を受け付けると、目印部９５を形成する工程を追加し、Ｓ１３において実行する。
【００３０】
ここで、目印部９５は、上記したように、各層の形成が適切に行われたかを確認するためのものである。このため、コントローラ１０２は、例えば、図８に示すように、構造物９１においてＺ軸方向、即ち、積層方向に延びる外周面９１Ａを、目印部９５を形成する位置として決定する。これにより、Ｚ軸方向の全ての絶縁層８６Ａを含む目印部９５を形成できる。目印部９５は、Ｚ軸方向へ延びるように形成されている。なお、図８に示す外周面９１Ａの形状は、一例である。例えば、目印部９５を形成する外周面９１Ａは、Ｚ軸方向に沿った平面に限らず、Ｚ軸方向に対して所定の角度をなす斜面でもよい。また、外周面９１Ａは、表面に凹凸形状を有していても良い。
【００３１】
次に、コントローラ１０２は、目印部９５を含む構造物９１を形成する（Ｓ１５）。上記したように、コントローラ１０２は、造形ユニット２２及び実装ユニット２３を制御して構造物９１を形成する。また、コントローラ１０２は、絶縁層８６Ａの各層において、目印部９５の形成を行う。例えば、目印部９５を形成する紫外線硬化樹脂７７Ａとして、絶縁層８６Ａの他の部分の紫外線硬化樹脂７７Ａとは異なる色の紫外線硬化樹脂７７Ａを用いる。コントローラ１０２は、例えば、Ｓ１５の形成工程において、各層の目印部９５を形成する位置でインクジェットヘッド７６から吐出する紫外線硬化樹脂７７Ａを切り替え、異なる色の紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出する。なお、インクジェットヘッド７６は、目印部９５の紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出するノズルを、絶縁層８６Ａの紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出するノズルとは別に備えても良い。この場合、コントローラ１０２は、硬化性粘性流体７７を切り替えるのではなく、ノズルを切り替えても良い。
【００３２】
また、目印部９５を構成する紫外線硬化樹脂７７Ａの硬化は、絶縁層８６Ａと同時に実行しても良く、あるいは絶縁層８６Ａとは別に実行しても良い。これにより、図８に示すように、外周面９１Ａには、他の部分とは異なる色で目印部９５が形成される。なお、目印部９５を形成する位置を、制御プログラム１０７に予め設定してもよい。この場合、コントローラ１０２は、Ｓ１３の処理を実行せず、予め設定された位置に目印部９５を形成しても良い。
【００３３】
次に、コントローラ１０２は、構造物９１が適切に形成された否かを判定する（Ｓ１７）。コントローラ１０２は、完成した構造物９１を載せたステージ５２を、検査ユニット２４の位置まで移動させる。コントローラ１０２は、図８に示すように、撮像部８８によって目印部９５を撮像する。コントローラ１０２は、撮像部８８で撮像された撮像データを画像処理装置１０８（図６参照）によって画像処理し、構造物９１に形成された目印部９５の形状を検出する。上記したように目印部９５は、絶縁層８６Ａの他の部分とは異なる色で形成される。このため、画像処理装置１０８は、例えば、目印部９５の色に基づいて画像処理を実行することで、目印部９５の形状を検出することができる。即ち、構造物９１の他の部分と異なる色で目印部９５を形成することで、目印部９５の検出等が容易となる。コントローラ１０２は、検出された目印部９５の形状が、目印部９５を形成するために設定された目標となる形状と一致するか否かを判定する（Ｓ１７）。この目標形状は、例えば、制御プログラム１０７に予め設定されている。
【００３４】
図１０は、外周面９１Ａの正面図であって、正常状態と、異常状態の目印部９５を示している。図１０に示す例では、異常状態として、Ｚ軸方向における下から三段目、即ち、真ん中の絶縁層８６Ａが形成されていない状態を示している。構造物９１を元々の三次元データの通りに形成できなかった場合、形成された目印部９５の形状、即ち、画像処理によって検出された目印部９５の形状は、目標形状とは異なってくる。例えば、円形の目印部９５として、真円の形状を設定した場合、図１０の異常状態の目印部９５は、円周の位置によって直径の長さや曲率が異なってくる。このため、コントローラ１０２は、画像処理によって検出した目印部９５の形状の直径等を判定することで、目印部９５が適切に形成されたか否か、即ち、構造物９１が適切に形成されたか否かを判定することができる。
【００３５】
また、図１０に示すように、本実施形態の目印部９５は、円形であり、Ｚ軸方向に連続した形状で構成される。これにより、絶縁層８６Ａが抜け落ちた場合に、目印部９５の形状の異常、即ち、完成した構造物９１が適切に形成されていないことを確認できる。
【００３６】
また、図１０に示すように、本実施形態の目印部９５は、構造物９１の外周面９１Ａに形成される。例えば、紫外線硬化樹脂７７Ａが透明であれば、構造物９１内の目印部９５を画像処理等で確認できる（図１６参照）。これに対し、構造物９１の外周面９１Ａに目印部９５を形成することで、仮に、紫外線硬化樹脂７７Ａが不透明であったとしても、構造物９１の外部から目印部９５を確認できる。
【００３７】
そして、コントローラ１０２は、Ｓ１７において、構造物９１が適切に形成できていると判定すると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、図９に示す処理を終了する。この場合、所望の形状等の構造物９１であることを確認できたこととなる。一方で、コントローラ１０２は、構造物９１が適切に形成できていないと判定すると（Ｓ１７：ＮＯ）、エラーを通知する（Ｓ１９）。コントローラ１０２は、例えば、形成装置１０の表示画面や、形成装置１０に接続された管理装置の表示画面に異常が発生した旨を表示する。これにより、形成装置１０のユーザは、構造物９１が適切に形成できていないことを認識できる。例えば、形成工程に何日も掛かった場合、ユーザは、数日後に表示画面を確認することで、完成した構造物９１を検査等しなくとも、構造物９１が適切に形成できているか否かを判断できる。
【００３８】
なお、上記した例では、目印部９５として円形を採用したが、目印部９５の形状は、これに限らない。例えば、図１１に示すように、目印部９５は、Ｈの文字のように直線で構成された形状でも良い。この場合にも、例えば、任意の絶縁層８６Ａが形成できなかった場合、真ん中の横棒９５Ａを中心とした形状が歪になる、真ん中の横棒９５Ａがなくなる、あるいは目印部９５の上下方向の長さが短くなるなどの異常が発生することで、構造物９１が適切に形成できていないことを判定することができる。
【００３９】
また、図１２に示すように、目印部９５は、Ｚ軸方向に対して所定の角度をなす方向に延びる直線でも良い。図１２に示す例では、バツ印を採用している。この場合にも、連続した斜めの棒の形状が変わるなどの異常が発生することで、構造物９１が適切に形成できていないことを判定することができる。また、図１３に示すように、目印部９５は、図形に限らず、文字でも良い。図１３に示すように、目印部９５として「あ」の文字を採用することができる。この場合にも、形成された「あ」の形状が、目標となる「あ」の形状に比べて歪んで形成されるなどの異常が発生することで、構造物９１が適切に形成できていないことを判定することができる。
【００４０】
また、上記した図１０〜図１３に示す例では、目印部９５として連続した形状を採用したが、本願の目印部９５は、非連続の形状でも良い。例えば、図１４に示すように、所定の間隔で並んだ複数のドットによって目印部９５を形成してもよい。この場合、例えば、完成した目印部９５のドットの間隔を画像処理で検出し、検出した間隔が予め設定した間隔と一致するか否かによって、構造物９１が適切に形成できているか否かを判定できる。
【００４１】
以上、上記した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
形成装置１０のコントローラ１０２は、紫外線硬化樹脂７７Ａを吐出する吐出工程（図２参照）と、紫外線硬化樹脂７７Ａを硬化させる硬化工程（図３参照）とを繰り返し実行することで、絶縁層８６ＡをＺ軸方向に積層した構造物９１を形成する。コントローラ１０２は、構造物９１の外周面９１Ａに目印部９５を形成する。目印部９５は、Ｚ軸方向へ延びるように形成され、複数の絶縁層８６Ａにより構成されている。また、目印部９５は完成した構造物９１において外部から視認可能な状態となっている。
【００４２】
これによれば、外部から目印部９５を確認することで、目印部９５を構成する複数の絶縁層８６Ａが適切に形成されているのかを確認できる。仮に、１つの絶縁層８６Ａが抜け落ち、目印部９５が正しく形成されていないことが分かれば、完成した構造物９１が適切に形成されていないことを確認できる。ここで、完成した構造物９１の外観を見た場合に、数μｍなどの小さな層が正しく形成されているか否かを判断することは難しい。一方で、積層造形の工程において、一層を形成するごとに、層が適切に形成されているのかを確認することは、作業時間を長くすることとなる。これに対し、当該構造物の形成方法によれば、完成した構造物９１の目印部９５を確認することで、完成した構造物９１が適切に形成されているかを比較的容易に確認できる。
【００４３】
また、第１実施形態のコントローラ１０２は、図９のＳ１７の判定処理において、撮像部８８で目印部９５を撮像した撮像データから目印部９５の形状を検出する。そして、コントローラ１０２は、検出された目印部９５の形状が、目印部９５の目標形状と一致するか否かを判定する。これにより、検出した目印部９５の形状が、目標形状と一致するか否かを判定することで、構造物９１が適切に形成されているか否かを確認できる。
【００４４】
次に、本願の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を適宜省略する。上記した第１実施形態では、異なる色の紫外線硬化樹脂７７Ａを用いて目印部９５を形成したが、目印部９５の構成は、これに限らない。図１５は、第２実施形態の目印部９５を設けた構造物９１を示している。図１５に示すように、目印部９５は、外周面９１Ａを凹ませた切り欠き部でも良い。目印部９５は、例えば、所定の深さで外周面９１Ａを凹ませ、Ｚ軸方向に沿って延びる溝として形成されている。
【００４５】
第２実施形態のコントローラ１０２は、図９のＳ１３において、切り欠き部である目印部９５を形成する位置を決定する。コントローラ１０２は、例えば、構造物９１のうち、外周面９１Ａを形成する部分であり、一定の厚みを有する部分を、目印部９５を形成する位置として決定する。そして、コントローラ１０２は、図９のＳ１５において、目印部９５を形成する位置に合わせて紫外線硬化樹脂７７Ａの吐出を停止する。これにより、完成した構造物９１には、紫外線硬化樹脂７７Ａの吐出を停止した位置に合わせて切り欠き部が形成される。コントローラ１０２は、この切り欠き部を目印部９５として形成する。この場合、絶縁層８６Ａと異なる色の紫外線硬化樹脂７７Ａは不要となる。
【００４６】
次に、図９のＳ１７において、コントローラ１０２は、図１５に示す治具９７を用いて、構造物９１が適切に形成されているか否かを判定する。治具９７は、目印部９５の切り欠きを形成するために設定された目標となる形状に合わせて形成されている。例えば、治具９７は、図１５の目印部９５の形状に合わせてＺ軸方向に延びる直方体で形成されている。また、検査ユニット２４の治具可動部８９は、例えば、治具９７を挟んで移動させることが可能なロボットアームを有している。コントローラ１０２は、Ｓ１７において、治具可動部８９により治具９７を移動させ、完成した構造物９１の目印部９５へ治具９７を嵌め込む。
【００４７】
コントローラ１０２は、治具９７の嵌め込みにおいて目印部９５の切り欠き形状と、治具９７の形状が一致するか否かを判定することで、構造物９１が適切に形成できているか否かを判定する。例えば、複数の絶縁層８６Ａが形成されなかった場合、形成された目印部９５のＺ軸方向に沿った長さは、目標形状の長さ、即ち、治具９７のＺ軸方向に沿った長さに比べて短くなる。治具９７は、目印部９５に嵌め込まれた際、Ｚ軸方向に向かって目印部９５からはみ出す状態となる。コントローラ１０２は、例えば、撮像部８８によって目印部９５に嵌め込まれた治具９７を撮像する。そして、コントローラ１０２は、撮像部８８の撮像データを画像処理した結果から、治具９７の一部が目印部９５からはみ出していることを検出すると、構造物９１が適切に形成されていないと判定する（Ｓ１７：ＮＯ）。
【００４８】
また、例えば、図１５に示すように、目印部９５に円柱形状に凹んだ凹部９５Ｂを形成しても良い。凹部９５Ｂは、Ｚ軸方向において所定の間隔ごとに形成される。そして、治具９７の目印部９５側の面に、凹部９５Ｂの目標形状や間隔に合わせて円柱形状に突出した凸部９７Ａを形成する。構造物９１が適切に形成されている正常状態では、治具９７を目印部９５に嵌め込んだ際、凸部９７Ａは凹部９５Ｂに入り込む。
【００４９】
一方で、構造物９１が適切に形成されず凹部９５Ｂの位置がずれた場合、治具９７を目印部９５に嵌め込んだ際、凸部９７Ａは目印部９５に入れなくなる。治具９７は、正常状態の位置まで目印部９５内に入り込むことができない。このため、コントローラ１０２は、例えば、目印部９５に嵌め込んだ治具９７の位置が正常位置か否かを判定することで、構造物９１が適切に形成されているか否かを判定できる。
【００５０】
なお、上記した目印部９５の形状は、一例であり、適宜変更可能である。例えば、目印部９５は、十字に凹んだ形状でも良い。また、目印部９５は、鍵穴のような形状でも良い。この場合、治具９７の形状を、目印部９５の鍵穴の形状に合わせた形状としても良い。また、目印部９５は、凹んだ形状に限らず、外周面９１Ａから突出した形状でも良い。この場合、治具９７を、目印部９５の形状に合わせて凹んだ形状にしても良い。
【００５１】
上記した第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。
第２実施形態のコントローラ１０２は、目印部９５として、構造物９１の一部を切り欠いた切り欠き部を形成する。これによれば、目印部９５の切り欠き形状等を確認することで、構造物９１が適切に形成されているか否かを確認できる。
【００５２】
また、第２実施形態のコントローラ１０２は、図９のＳ１７の判定処理において、目標形状の治具９７を、目印部９５の切り欠き形状に嵌め込む。これにより、切り欠きの形状と、治具９７の形状が一致するか否かを判定することで、構造物９１が適切に形成されているか否かを確認できる。
【００５３】
なお、制御装置２６のコントローラ１０２は、図６に示すように、吐出部１１０と、硬化部１１２と、撮像部１１６と、判定部１１８と、嵌め込み部１２０とを有している。吐出部１１０等は、例えば、コントローラ１０２のＣＰＵにおいて制御プログラム１０７を実行することで実現される処理モジュールである。なお、吐出部１１０等を、ソフトウェアで構成せずに、ハードウェアで構成しても良い。
【００５４】
吐出部１１０は、インクジェットヘッド７６によって硬化性粘性流体７７を薄膜状に吐出するための機能部である。硬化部１１２は、硬化性粘性流体７７を照射装置８２によって硬化させるための機能部である。撮像部１１６は、実装ユニット２３の撮像部８８によって目印部９５を撮像するための機能部である。判定部１１８は、画像処理結果や、治具９７の嵌め込み結果に基づいて、構造物９１が適切に形成されているか否かを判定するための機能部である。嵌め込み部１２０は、治具可動部８９によって治具９７を目印部９５に嵌め込むための機能部である。
【００５５】
因みに、上記各実施例において、吐出部１１０により実行される工程は、吐出工程の一例である。硬化部１１２により実行される工程は、硬化工程の一例である。撮像部１１６により実行される工程は、撮像工程の一例である。画像処理装置１０８により実行される工程は、画像処理工程の一例である。判定部１１８により実行される工程は、判定工程の一例である。嵌め込み部１２０により実行される工程は、嵌め込み工程の一例である。Ｚ軸方向は、積層方向の一例である。
【００５６】
なお、本開示は、上記各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記した各実施形態では、目印部９５を、構造物９１の外周面９１Ａに設けたが、これに限らない。例えば、図１６に示すように、目印部９５を、構造物９１の内部に設けてもよい。この場合、構造物９１を、透明な硬化性粘性流体７７で形成することが好ましい。目印部９５は、例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の各方向へ延びる形状をなしている。目印部９５は、構造物９１の他の部分とは異なる色の硬化性粘性流体７７で形成されている。例えば、構造物９１内の目印部９５を外部から撮像部８８で撮像し、画像処理によって目印部９５の形状を検出する。そして、目印部９５の形状が目標形状と一致するか否かを判定し、構造物９１が適切に形成されているか否かを判定しても良い。
また、上記した各実施形態では、コントローラ１０２によって自動で目印部９５の形状を判定したが、これに限らない。例えば、ユーザが、完成した構造物９１の目印部９５を計測装置によって計測し、目印部９５の形状を判断しても良い。
【００５７】
また、上記した第２実施形態では、治具９７を用いて目印部９５の切り欠き形状を判定したが、これに限らない。例えば、目印部９５を撮像した撮像データを画像処理し、切り欠き部の形状を検出し判定しても良い。
また、上記した形成装置１０の構成は、一例である。例えば、形成装置１０は、平坦化装置７８を備えなくとも良い。また、例えば、形成装置１０は、治具可動部８９を備えなくとも良い。
また、本願の硬化性粘性流体７７は、紫外線硬化樹脂７７Ａ及び金属インク７７Ｂに限らず、光、熱等により硬化する種々の硬化性粘性流体を採用することが可能である。
また、本願の積層造形法は、光造形法に限らず、粉末焼結法や熱溶解積層法などの他の積層造形法でも良い。
【符号の説明】
【００５８】
７７  硬化性粘性流体、８６  硬化層、９１  構造物、９１Ａ  外周面、９５  目印部、９７  治具、１０８  画像処理装置（画像処理工程）、１１０  吐出部（吐出工程）、１１２  硬化部（硬化工程）、１１６  撮像部（撮像工程）、１１８  判定部（判定工程）、１２０  嵌め込み部（嵌め込み工程）。
【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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【国際調査報告】
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