(57)【要約】【課題】樹脂製の槽のうち白色化した部分を避けて３次元造形物を造形することが可能な３次元造形装置を提供すること。【解決手段】３次元造形装置１は、樹脂材料によって成形され、光硬化性樹脂を収容する槽と、光を発する光源を少なくとも備え、光源からの光を槽内に収容された光硬化性樹脂に照射する光学装置と、を備えた造形装置本体と、光学装置を制御する制御装置１６と、を備え、制御装置１６は、槽のうち第１の３次元造形物が造形される造形予定領域を特定する特定部５２と、光硬化性樹脂を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、光源からの光を光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光に変更し、特定された造形予定領域を変更された光によって槽に表示するように光学装置を制御する光照射部６０と、を備えている。【選択図】図３
2016097626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元造形物の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂層を順次積層することによって前記３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、
樹脂材料によって成形され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、光を発する光源を少なくとも備え、前記光源からの光を前記槽内に収容された前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、を備えた造形装置本体と、
前記光学装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記槽のうち第１の３次元造形物が造形される造形予定領域を特定する特定部と、
前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光に変更し、前記特定された造形予定領域を前記変更された光によって前記槽に表示するように前記光学装置を制御する光照射部と、を備えている、３次元造形装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記槽のうち前記光源の光が照射される領域を複数のブロックに分割する分割部と、
前記第１の３次元造形物の造形よりも前に造形された第２の３次元造形物の造形において、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記光源の光が照射された照射済み回数を計数する第１計数部と、を備え、
前記複数のブロックは、第１ブロックと、前記光源の光が照射された照射済み回数が前記第１ブロックよりも少ない第２ブロックとを含み、
前記光照射部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第１ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第１の光に変更し、前記変更された第１の光を前記第１ブロックに照射するように前記光学装置を制御し、かつ、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第２ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって前記第１の光の輝度と異なる輝度を有する第２の光に変更し、前記変更された第２の光を前記第２ブロックに照射するように前記光学装置を制御する、請求項１に記載の３次元造形装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１の３次元造形物の造形開始前に、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記第１の３次元造形物を造形するときに前記光源の光が照射される照射予定回数を計数する第２計数部を備え、
前記複数のブロックは、第３ブロックと、前記光源の光が照射される照射予定回数が前記第３ブロックよりも少ない第４ブロックとを含み、
前記光照射部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第２計数部によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第３ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第３の光に変更し、前記変更された第３の光を前記第３ブロックに照射するように前記光学装置を制御し、かつ、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第２計数部によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第４ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって前記第３の光の輝度と異なる輝度を有する第４の光に変更し、前記変更された第４の光を前記第４ブロックに照射するように前記光学装置を制御する、請求項２に記載の３次元造形装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、
前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する、請求項２または３に記載の３次元造形装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、
前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する、請求項３に記載の３次元造形装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記槽の交換を通知する通知部を備え、
前記通知部は、前記設定部が前記造形予定領域を設定するときに、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、または、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、前記第１の３次元造形物の造形を開始する前に、前記槽の交換を通知する、請求項４または５に記載の３次元造形装置。
【請求項７】
３次元造形物の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂層を順次積層することによって前記３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、
樹脂材料によって成形され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、光を発する光源を少なくとも備え、前記光源からの光を前記槽内に収容された前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、を備えた造形装置本体と、
前記光学装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記槽のうち第１の３次元造形物が造形される造形予定領域を特定する特定部と、
前記槽のうち前記光源の光が照射される領域を複数のブロックに分割する分割部と、
前記第１の３次元造形物の造形よりも前に造形された第２の３次元造形物の造形において、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記光源の光が照射された照射済み回数を計数する第１計数部と、
前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記特定された造形予定領域を出力し、かつ前記第１計数部によって計数された照射済み回数を前記ブロックごとに出力する出力部と、を備えている、３次元造形装置。
【請求項８】
前記出力部は、前記複数のブロックのうち前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値以上のブロックには第１の色を出力し、前記複数のブロックのうち前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックには第１の色とは異なる第２の色を出力する、請求項７に記載の３次元造形装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記第１の３次元造形物の造形開始前に、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記第１の３次元造形物を造形するときに前記光源の光が照射される照射予定回数を計数する第２計数部を備え、
前記出力部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数を、前記ブロックごとに出力する、請求項７または８に記載の３次元造形装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、
前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の３次元造形装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、
前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する、請求項９に記載の３次元造形装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記槽の交換を通知する通知部を備え、
前記通知部は、前記設定部が前記造形予定領域を設定するときに、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、または、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、前記第１の３次元造形物の造形を開始する前に、前記槽の交換を通知する、請求項１０または１１に記載の３次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、槽内に収容された液体の光硬化性樹脂に光を照射し、この光硬化性樹脂を硬化させることによって３次元造形物を造形する３次元造形装置が知られている。
【０００３】
この種の３次元造形装置は、３次元造形物の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて断面形状に対応した形状の樹脂層を順次積層することによって、３次元造形物を造形する。３次元造形装置は、例えば特許文献１に示すように、開口が形成された台と、台の上に載置され、光硬化性樹脂を収容する樹脂製の槽と、槽の上方に配置された昇降自在なホルダとを備えている。台の下方には、光を照射する光源およびミラーなどを備えた光学装置が配置されている。光源から照射された光は、ミラーで反射され、台の開口を通じて槽内の光硬化性樹脂に照射される。槽内に収容された光硬化性樹脂のうち、光が照射された部分は硬化する。
【０００４】
光の照射位置を制御することにより、硬化する樹脂の位置を適宜変更することができ、硬化後の樹脂層に所望の断面形状を形成することができる。ホルダを順次上昇させることにより、所望の断面形状が下方に向かって連続的に形成される。このようにして、所望の３次元造形物が造形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、長期に亘って、同じ樹脂製の槽を使用して３次元造形物を造形していると、槽のうち光が照射された部分が白く濁ることがある（以下、このことを「白色化」という）。白色化した槽に光を照射し、槽内の光硬化性樹脂を硬化しようとした場合、槽の白色化した部分によって光の一部が遮られ、槽の白色化した部分近傍の光硬化性樹脂が適切に硬化しないことがある。これにより、所望の断面形状を形成することができず、造形物の品質が低下してしまう虞れがある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂製の槽のうち白色化した部分を避けて３次元造形物を造形することが可能な３次元造形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る３次元造形装置は、３次元造形物の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂層を順次積層することによって前記３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、樹脂材料によって成形され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、光を発する光源を少なくとも備え、前記光源からの光を前記槽内に収容された前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、を備えた造形装置本体と、前記光学装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記槽のうち第１の３次元造形物が造形される造形予定領域を特定する特定部と、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光に変更し、前記特定された造形予定領域を前記変更された光によって前記槽に表示するように前記光学装置を制御する光照射部と、を備えている。
【０００９】
本発明に係る３次元造形装置によれば、光照射部は、第１の３次元造形物を造形する前に、光源からの光を光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光に変更する。そして、光学装置は、造形予定領域を変更された光によって槽に表示する。この結果、槽に白色化した部分が存在する場合であっても、作業者は、白色化した部分と造形予定領域とが重なるか否かを判断することができる。白色化した部分と造形予定領域とが重なる場合には、作業者は、槽のうち白色化していない部分に造形予定領域を変更することができる。この結果、樹脂製の槽のうち白色化した部分を避けて、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記槽のうち前記光源の光が照射される領域を複数のブロックに分割する分割部と、前記第１の３次元造形物の造形よりも前に造形された第２の３次元造形物の造形において、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記光源の光が照射された照射済み回数を計数する第１計数部と、を備え、前記複数のブロックは、第１ブロックと、前記光源の光が照射された照射済み回数が前記第１ブロックよりも少ない第２ブロックとを含み、前記光照射部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第１ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第１の光に変更し、前記変更された第１の光を前記第１ブロックに照射するように前記光学装置を制御し、かつ、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第２ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって前記第１の光の輝度と異なる輝度を有する第２の光に変更し、前記変更された第２の光を前記第２ブロックに照射するように前記光学装置を制御する。
【００１１】
上記態様によれば、作業者は、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、分割された各ブロックにおいて第２の３次元造形物の造形の際に照射された光の照射済み回数を、光の輝度の違いにより把握することができる。これにより、目視では槽の白色化を認識することができないような場合であっても、第２の３次元造形物の造形終了後に、光の輝度によって白色化した部分を認識することができる。この結果、白色化した部分と第１の３次元造形物の造形予定領域とが重なる場合には、作業者は、槽のうち白色化していない部分に造形予定領域を変更することができる。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記第１の３次元造形物の造形開始前に、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記第１の３次元造形物を造形するときに前記光源の光が照射される照射予定回数を計数する第２計数部を備え、前記複数のブロックは、第３ブロックと、前記光源の光が照射される照射予定回数が前記第３ブロックよりも少ない第４ブロックとを含み、前記光照射部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第２計数部によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第３ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第３の光に変更し、前記変更された第３の光を前記第３ブロックに照射するように前記光学装置を制御し、かつ、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第２計数部によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光を前記光学装置が前記第４ブロックに表示するとき、前記光源からの光を前記光硬化性樹脂が硬化しない波長からなる光であって前記第３の光の輝度と異なる輝度を有する第４の光に変更し、前記変更された第４の光を前記第４ブロックに照射するように前記光学装置を制御する。
【００１３】
上記態様によれば、第１および第２ブロックに照射される光と、第３および第４ブロックに照射される光とが組み合わされることがある。これにより、これから第１の３次元造形物を造形するとき、槽のうち造形の途中で白色化する部分を光の輝度の違いに基づいて認識することができる。この結果、槽のうち第１の３次元造形物の造形の途中で白色化する部分と造形予定領域とが重なる場合には、作業者は、槽のうち造形の途中で白色化しない部分に造形予定領域を変更することができる。
【００１４】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する。
【００１５】
上記態様によれば、例えば、第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽が白色化する場合、設定部は、白色化した部分と造形予定領域とが重ならないように、白色化していないブロックに造形予定領域を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する。
【００１７】
上記態様によれば、例えば、第１の３次元造形物を造形する前に、あるブロックにおいて白色化が起きていない場合であっても、第１計数部によって計数された照射済み回数と第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上になると、第１の３次元造形物の造形の途中で該ブロックが白色化することが予測される。このため、設定部は、造形の途中においてブロックが白色化することによる造形物の品質の低下を防止するために、第１の３次元造形物の造形の途中で白色化することが予測される部分と造形予定領域とが重ならないように、造形予定領域を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００１８】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記槽の交換を通知する通知部を備え、前記通知部は、前記設定部が前記造形予定領域を設定するときに、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、または、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、前記第１の３次元造形物の造形を開始する前に、前記槽の交換を通知する。
【００１９】
上記態様によれば、槽の全体に亘って白色化が進み、白色化したブロックを避けて第１の３次元造形物を造形することができないような場合に、作業者に対して、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽の交換を促すことができる。これにより、白色化した槽を用いて第１の３次元造形物を造形することを未然に防止することができる。
【００２０】
本発明に係る３次元造形装置は、３次元造形物の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂層を順次積層することによって前記３次元造形物を造形する３次元造形装置であって、樹脂材料によって成形され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、光を発する光源を少なくとも備え、前記光源からの光を前記槽内に収容された前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、を備えた造形装置本体と、前記光学装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記槽のうち第１の３次元造形物が造形される造形予定領域を特定する特定部と、前記槽のうち前記光源の光が照射される領域を複数のブロックに分割する分割部と、前記第１の３次元造形物の造形よりも前に造形された第２の３次元造形物の造形において、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記光源の光が照射された照射済み回数を計数する第１計数部と、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記特定された造形予定領域を出力し、かつ前記第１計数部によって計数された照射済み回数を前記ブロックごとに出力する出力部と、を備えている。
【００２１】
本発明に係る３次元造形装置によれば、第１の３次元造形物を造形する前に、出力部は、造形予定領域を出力し、かつ、第２の３次元造形物の造形において光源の光が照射された照射済み回数をブロックごとに出力する。作業者は、第２の３次元造形物の造形において光源の光が照射された照射済み回数に基づいて当該ブロックが白色化しているかを判断することができる。また、作業者は、第２の３次元造形物の造形終了後に、白色化した部分と造形予定領域とが重なるか否かを判断することができる。白色化した部分と造形予定領域とが重なる場合には、作業者は、槽のうち白色化していない部分に造形予定領域を変更することができる。この結果、樹脂製の槽のうち白色化した部分を避けて、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００２２】
本発明の一態様によれば、前記出力部は、前記複数のブロックのうち前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値以上のブロックには第１の色を出力し、前記複数のブロックのうち前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックには第１の色とは異なる第２の色を出力する。
【００２３】
上記態様によれば、例えば、第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽が白色化する場合、作業者は第１の色を確認することによって、当該ブロックが白色化していることを容易に認識することができる。これにより、作業者は、目視では槽の白色化を認識することができないような場合であっても、第２の３次元造形物の造形終了後に白色化した部分と造形予定領域とが重なるか否かを容易に判断することができる。白色化した部分と造形予定領域とが重なる場合には、作業者は、槽のうち白色化していない部分に造形予定領域を変更することができる。
【００２４】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記第１の３次元造形物の造形開始前に、前記分割部によって分割された前記ブロックごとに、前記第１の３次元造形物を造形するときに前記光源の光が照射される照射予定回数を計数する第２計数部を備え、前記出力部は、前記光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数を、前記ブロックごとに出力する。
【００２５】
上記態様によれば、例えば、第１の３次元造形物を造形する前に、あるブロックにおいて白色化が起きていない場合であっても、第１計数部によって計数された照射済み回数と第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上になると、第１の３次元造形物の造形の途中で該ブロックが白色化することが予測される。このような場合であっても、作業者は、第１の３次元造形物を造形している途中で、当該ブロックが白色化することを事前に把握することができる。これにより、作業者は、当該ブロックを避けて造形予定領域を変更することができる。
【００２６】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する。
【００２７】
上記態様によれば、例えば、第１計数部によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽が白色化する場合、設定部は、白色化した部分と造形予定領域とが重ならないように、白色化していないブロックに造形予定領域を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００２８】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記特定された造形予定領域を前記槽の所定の位置に設定する設定部を備え、前記設定部は、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロックに、前記造形予定領域を設定する。
【００２９】
上記態様によれば、例えば、第１の３次元造形物を造形する前に、あるブロックにおいて白色化が起きていない場合であっても、第１計数部によって計数された照射済み回数と第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上になると、第１の３次元造形物の造形の途中で該ブロックが白色化することが予測される。このため、設定部は、造形の途中においてブロックが白色化することによる造形物の品質の低下を防止するために、第１の３次元造形物の造形の途中で白色化することが予測される部分と造形予定領域とが重ならないように、造形予定領域を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００３０】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記槽の交換を通知する通知部を備え、前記通知部は、前記設定部が前記造形予定領域を設定するときに、前記第１計数部によって計数された照射済み回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、または、前記第１計数部によって計数された照射済み回数と前記第２計数部によって計数された照射予定回数との合計回数が前記所定値以上のブロックと前記造形予定領域とが重なることが、前記造形予定領域を前記槽の中で移動させても避けられない場合、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、前記槽の交換を通知する。
【００３１】
上記態様によれば、槽の全体に亘って白色化が進み、白色化したブロックを避けて第１の３次元造形物を造形することができないような場合に、作業者に対して、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽の交換を促すことができる。これにより、白色化した槽を用いて第１の３次元造形物を造形することを未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、樹脂製の槽のうち白色化した部分を避けて３次元造形物を造形することが可能な３次元造形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元造形装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る３次元造形装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。
【図４】槽のうち光が照射される造形領域に、造形予定領域が特定された一例を示す図である。
【図５】槽に造形予定領域を表示したとき、造形予定領域と白色化した部分とが重なった状態を示す図である。
【図６】槽に造形予定領域を表示したとき、造形予定領域と白色化した部分とが重なっていない状態を示す図である。
【図７】本発明の他の一実施形態に係る３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。
【図８】槽のうち光が照射される造形領域が複数のブロックに分割された一例を示す図である。
【図９】複数のブロックに分割された造形領域に造形予定領域が特定された一例を示す図である。
【図１０】本発明の他の一実施形態に係る３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。
【図１１】複数のブロックに分割された造形領域に造形予定領域が特定された一例を示す図である。
【図１２】造形予定領域と白色化する部分とが重ならないように、造形予定領域が設定された一例を示す図である。
【図１３】本発明の他の一実施形態に係る３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。
【図１４】３次元造形物の構造を示す斜視図である。
【図１５】造形予定領域の各ブロックに照射される光の照射予定回数を示すグラフである。
【図１６】造形領域の各ブロックに照射された光の照射済み回数が表示された状態を示す図である。
【図１７】造形予定領域と白色化した部分および白色化する部分とが重ならないように、造形予定領域が変更された一例を示す図である。
【図１８】本発明の他の一実施形態に係る３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。
【図１９】造形領域の各ブロックに照射された光の照射済み回数と、造形予定領域の各ブロックに照射される光の照射予定回数とが表示された状態を示す図である。
【図２０】造形予定領域と白色化した部分および白色化する部分とが重ならないように、造形予定領域が変更された一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る３次元造形装置について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
【００３５】
図１は、本実施形態に係る３次元造形装置１０の断面図である。図２は、３次元造形装置１０の平面図である。なお、以下の説明において、特に断らない限り、図１の左、右をそれぞれ３次元造形装置１の前、後とする。図２の上、下、左、右をそれぞれ３次元造形装置１０の左、右、前、後とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、３次元造形装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。
【００３６】
３次元造形装置１０は、３次元造形物の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて断面形状に対応した形状の樹脂層を順次積層することによって、３次元造形物を造形する装置である。「断面形状」とは、３次元造形物を所定の厚み（例えば、０．１ｍｍ）ごとに水平にスライスしたときの断面の形状である。「光硬化性樹脂」とは、所定の波長を含む光が照射されると、硬化する樹脂である。
【００３７】
図１に示すように、３次元造形装置１０は、造形装置本体１０Ａと、制御装置１６とを備えている。造形装置本体１０Ａは、台１１と、槽１２と、ホルダ１３と、光学装置１４と、ケース２５とを備えている。
【００３８】
図１に示すように、台１１は、ケース２５に支持されている。台１１には、開口２１が形成されている。開口２１は、光硬化性樹脂２３に照射する光を通過させる部位である。開口２１の形状は特に限定されない。本実施形態では、図２に示すように、開口２１は平面視矩形状に形成されている。
【００３９】
図１に示すように、槽１２は、液体の光硬化性樹脂２３を収容する。槽１２は、台１１上に載置される。槽１２は、台１１に取り付け可能に配置されている。図２に示すように、平面視で、槽１２は矩形状の容器である。槽１２は、台１１に載置された状態において、台１１の開口２１を覆う。槽１２は、平面視で台１１の開口２１と重なる。槽１２は、平面視矩形状の底壁１２Ａと、底壁１２Ａの左端部、右端部、前端部、後端部からそれぞれ起立した左側壁１２Ｂ、右側壁１２Ｃ、前側壁１２Ｄ、後側壁１２Ｅとを備えている。槽１２が台１１上に載置された際に、底壁１２Ａの一部は、台１１の開口２１の上方に位置する。ここでは、底壁１２Ａの後部が開口２１の上方に位置している。底壁１２Ａの全体が台１１の開口２１の上方に位置してもよい。槽１２のうち少なくとも底壁１２Ａは、光を透過させることのできる材料、例えば透明な樹脂材料によって成形されている。本実施形態では、槽１２の全体は樹脂材料によって成形されている。槽１２の全体は、例えばアクリル樹脂によって成形されている。槽１２の底壁１２Ａの表面には、シリコーン層３０が設けられている。シリコーン層３０は、光硬化性樹脂２３が底壁１２Ａに固着することを抑制する。
【００４０】
図１に示すように、ホルダ１３は、槽１２の上方に配置されている。ホルダ１３は、台１１の開口２１の上方に配置されている。図２に示すように、ホルダ１３は、平面視矩形状に形成されている。ホルダ１３の形状は特に限定されない。ホルダ１３は、昇降自在な部材である。ホルダ１３は、光学装置１４のプロジェクタ３１からの光が照射されることによって硬化した光硬化性樹脂２３を槽１２から引き上げる。ホルダ１３は、下降したときに槽１２内の光硬化性樹脂２３に浸漬するように構成されている。ホルダ１３は、上昇するときに、光が照射されて硬化した光硬化性樹脂２３を吊り上げるように構成されている。図１に示すように、台１１には、上下方向に延びた支柱４１が設けられている。支柱４１の前方には、スライダ４２が取り付けられている。スライダ４２は、支柱４１に沿って昇降自在であり、モータ４３によって上方または下方に移動する。ホルダ１３は、スライダ４２に取り付けられている。ホルダ１３は、モータ４３によって上方または下方に移動する。支柱４１は、スライダ４２を介して、ホルダ１３を昇降自在に間接的に支持している。ただし、支柱４１はホルダ１３を直接的に支持していてもよい。ホルダ１３は支柱４１の前方に配置されている。
【００４１】
図１に示すように、光学装置１４は、台１１の下方に配置されている。光学装置１４は、槽１２内に収容された液体の光硬化性樹脂２３に所定の波長からなる光を照射する装置である。光学装置１４は、プロジェクタ３１と、ミラー３２とを備えている。光学装置１４は台１１の下方に設けられたケース２５に収容されている。光学装置１４は、ケース２５に支持されている。本実施形態では、光学装置１４は、台１１の下方に配置されているが、これに限定されない。光学装置１４は、台１１の上方や側方に配置されていてもよい。
【００４２】
図１に示すように、プロジェクタ３１は光を発する光源の一例である。ただし、光学装置１４の光源はプロジェクタ３１に限定される訳ではない。本実施形態では、プロジェクタ３１は、台１１の前部の下方に配置されている。プロジェクタ３１は、ホルダ１３より前方に配置されている。プロジェクタ３１は、レンズ３４を備えている。レンズ３４は、プロジェクタ３１の後部に配置されている。レンズ３４を通じて前方から後方に向かって光が発せられる。プロジェクタ３１の投光方向は特に限定されない。ここでは、プロジェクタ３１から発せられる光は、レンズ３４の光軸３４Ａを通る水平面の下方よりも上方に多く照射される。
【００４３】
図１に示すように、ミラー３２は、プロジェクタ３１からの光を槽１２に向かって反射させる。ミラー３２は、台１１に形成された開口２１の下方に配置されている。ミラー３２は、プロジェクタ３１の後方に配置されている。ミラー３２は、プロジェクタ３１と前後方向に並ぶように配置されている。ミラー３２は、前下がりに傾斜して配置されている。プロジェクタ３１から発せられた光は、ミラー３２によって反射され、台１１の開口２１を通じて槽１２内の光硬化性樹脂２３に照射される。ここで、３次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ３１から発せられた全ての光が開口２１を通過するように、光の照射方向を調節する必要がある。本実施形態では、３次元造形物を造形するに先立って、プロジェクタ３１の位置を調節することによって光の照射方向を調整しているが、ミラー３２の角度を調整することによって光の照射方向を調整してもよい。
【００４４】
図１に示すように、３次元造形装置１０には、カバー４５が設けられていてもよい。カバー４５は、台１１よりも上方に配置された槽１２、ホルダ１３および支柱４１などを覆う部材である。カバー４５によって、槽１２内の光硬化性樹脂２３に外部からのゴミなどが入りにくくすることができる。また、カバー４５によって、照射された光が外部に漏れることを防止することができる。カバー４５は、光硬化性樹脂２３を硬化させる波長を含んだ光を遮断する材料で構成されていることが好ましい。カバー４５は、不透明なカバーであってもよい。
【００４５】
次に、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ホルダ１３が取り付けられたスライダ４２を昇降自在に制御するモータ４３に接続されている。制御装置１６は、光学装置１４のプロジェクタ３１に接続されている。制御装置１６は、モータ４３を制御する。制御装置１６は、モータ４３を駆動することによって、スライダ４２およびホルダ１３を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、光学装置１４のプロジェクタ３１を制御する。制御装置１６は、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギー、光度、光量、光の波長帯域、光の形状、光を照射させる位置および光を発するタイミングなどを制御する。制御装置１６の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１６は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。
【００４６】
図３に示すように、制御装置１６は、作成部５０と、特定部５２と、変更部６１と、光照射部６０とを備えている。
【００４７】
作成部５０は、３次元造形装置１０において造形する３次元造形物の断面形状を作成する。作成部５０は、断面形状をデータ化したスライスデータを作成する。なお、制御装置１６は、作成部５０を備えていなくてもよい。この場合、断面形状のデータは、パーソナルコンピュータなどで予め作成したものであってもよいし、配布された既存の断面形状のデータであってもよい。
【００４８】
図４に示すように、特定部５２は、作成部５０によって作成された各断面形状のデータに基づいて、槽１２のうちプロジェクタ３１の光が照射される造形領域８０（図２も参照）において、第１の３次元造形物が造形される造形予定領域８２を特定する。第１の３次元造形物とは、これから造形する３次元造形物である。造形予定領域８２は、槽１２のうちプロジェクタ３１の光が実際に照射される領域である。図２に示すように、造形領域８０は、槽１２のうち開口２１と重なる領域である。
【００４９】
変更部６１は、特定部５２によって特定された造形予定領域８２を槽１２の所定の位置に変更する。変更部６１は、造形予定領域８２を造形領域８０の所定の位置に設定する。本実施形態では、造形予定領域８２を造形領域８０のどの位置に設定するかは、作業者が決定する。
【００５０】
光照射部６０は、光学装置１４のプロジェクタ３１から発せられる光の波長を変更する。光照射部６０は、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元断面形状の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光に変更する。光照射部６０は、特定された造形予定領域８２を変更された光によって、槽１２に表示するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０は、特定部５２によって特定された造形予定領域８２を変更された光によって、槽１２の底壁１２Ａの表面に配置されたシリコーン層３０に表示するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０は、第１の３次元造形物の造形が開始されたとき、即ち光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層の積層を開始するとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光に変更する。光照射部６０は、造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。造形予定領域８２が変更部６１によって変更された場合には、光照射部６０は、変更された造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。
【００５１】
図５に示すように、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光がプロジェクタ３１から槽１２の造形領域８０に照射される。これにより、槽１２の造形領域８０に造形予定領域８２が表示される。図５中の符号９０は、槽１２のうち白色化した部分である。図５に示す例では、白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なっていることが確認できる。このため、図６に示すように、作業者は、変更部６１によって槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００５２】
以上のように、３次元造形装置１０によれば、光照射部６０は、第１の３次元造形物を造形する前に、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光に変更する。そして、プロジェクタ３１は、造形予定領域８２を変更された光によって槽１２に表示する。この結果、槽１２に白色化した部分９０が存在する場合であっても、作業者は、白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なるか否かを判断することができる。白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なる場合には、作業者は、槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。この結果、樹脂製の槽１２のうち白色化した部分９０を避けて、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る３次元造形装置１０の主要要素を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置１６は、作成部５０と、特定部５２と、光照射部６０Ａと、記憶部４８と、分割部５４と、第１計数部５６と、設定部６２Ａと、通知部６４Ａとを備えている。
【００５４】
図８に示すように、分割部５４は、造形領域８０（図２も参照）を複数のブロック８４に分割する。分割部５４は、格子状に造形領域８０を複数のブロック８４に分割する。造形領域８０をどのように分割するかは、予め定められている。造形領域８０を分割する方法は特に限定されない。造形領域８０をより多くのブロック８４に分割するとよい。なお、分割部５４は、槽１２の造形領域８０を複数のブロック８４に実際に分割するのではなく、例えば、プログラム上に表示された造形領域８０を複数のブロック８４に分割する。
【００５５】
第１計数部５６は、第１の３次元造形物の造形よりも前に造形された第２の３次元造形物の造形において、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、プロジェクタ３１の光が照射された照射済み回数を計数する。第１計数部５６は、第２の３次元造形物の造形が開始されてから、造形が終了するまでの間におけるブロック８４ごとの照射済み回数を計数する。第１計数部５６によって計数された照射済み回数は、記憶部４８に記憶される。第１計数部５６は、第２の３次元造形物の造形が終了した後に第１の３次元造形物の造形が開始されるとき、第２の３次元造形物の造形終了時におけるブロック８４ごとの照射済み回数に、第１の３次元造形物の造形が開始されてから、造形が終了するまでの間におけるブロック８４ごとの照射済み回数を加算する。このように、第１計数部５６は、３次元造形物を造形した数に関わらず、ブロック８４ごとの照射済み回数の総数を計数する。図９中の符号９２は、プロジェクタ３１の光が照射された部分（以下、照射部分９２とする。）を示す。照射部分９２に存在する複数のブロック８４は、ブロック８４Ａと、ブロック８４Ｂとを含んでいる。本実施形態では、ブロック８４Ｂは、プロジェクタ３１の光が照射された照射済み回数がブロック８４Ａよりも少ない。
【００５６】
設定部６２Ａは、特定部５２によって特定された造形予定領域８２を槽１２の所定の位置に設定する。設定部６２Ａは、造形予定領域８２を造形領域８０の所定の位置に設定する。設定部６２Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロック８４に、造形予定領域８２を設定する。設定部６２Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値以上のブロック８４と造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を設定する。この所定値とは、槽１２が白色化するときのプロジェクタ３１からの光の照射済み回数である。上記所定値は記憶部４８に予め記憶されている。
【００５７】
光照射部６０Ａは、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光をプロジェクタ３１がブロック８４Ａに表示するとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第１の光に変更する。光照射部６０Ａは、変更された第１の光をブロック８４Ａに照射するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が多くなるほど、光の輝度を大きくしてもよい。光照射部６０Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が多くなるほど、光の輝度を小さくしてもよい。第１計数部５６によって計数された照射済み回数と光の輝度とは、一対一の対応関係にあるとよい。また、光照射部６０Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が第１の閾値以上のときに、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第１の光にしてもよい。この場合、第１の閾値は、記憶部４８に予め記憶されている。第１の閾値は、例えば、槽１２が白色化するときのプロジェクタ３１からの光の照射済み回数である。第１の閾値は、槽１２が白色化するときのプロジェクタ３１からの光の照射済み回数より少ない任意の回数であってもよい。
【００５８】
光照射部６０Ａは、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数に対応した輝度の光をプロジェクタ３１がブロック８４Ｂに表示するとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって第１の光の輝度と異なる輝度を有する第２の光に変更する。光照射部６０Ａは、変更された第２の光をブロック８４Ｂに照射するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が第１の閾値未満のときに、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって第１の光の輝度と異なる輝度を有する第２の光にしてもよい。第２の光は、第１の光の輝度より大きくてもよい。第２の光は、第１の光の輝度より小さくてもよい。
【００５９】
光照射部６０Ａは、第１の３次元造形物の造形が開始されたとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光に変更する。光照射部６０Ａは、造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。造形予定領域８２が設定部６２Ａによって設定された場合には、光照射部６０Ａは、設定された造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。
【００６０】
通知部６４Ａは、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽１２の交換を通知する。なお、通知方法は特に限定されず、例えば、視覚的な表示、音声等による通知が挙げられる。本実施形態では、表示装置４６（図７参照）を通じて視覚的に作業者に対する通知を行う。通知部６４Ａは、設定部６２Ａが造形予定領域８２を設定するときに、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が上記所定値以上のブロック８４と造形予定領域８２とが重なることが、造形予定領域８２を槽１２の中で移動させても避けられない場合、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽１２の交換を通知する。即ち、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、造形予定領域８２を造形領域８０のいかなる位置に設定しようとしても、造形予定領域８２と上記所定値以上のブロック８４とが重なる場合に、通知部６４Ａは槽１２の交換を通知する。なお、制御装置１６は、通知部６４Ａを備えていなくてもよい。この場合、槽１２の交換は作業者の判断によって行われる。また、制御装置１６は、変更部６１を備えている場合には設定部６２Ａを備えていなくてもよい。この場合、造形予定領域８２の変更は作業者の判断によって行われる。
【００６１】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、作業者は、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、分割部５４によって分割された各ブロック８４において第２の３次元造形物の造形の際に照射された光の照射済み回数を、光の輝度の違いにより把握することができる。これにより、目視では槽１２の白色化を認識することができないような場合であっても、第２の３次元造形物の造形終了後に、光の輝度によって白色化した部分９０を認識することができる。この結果、白色化した部分９０と第１の３次元造形物の造形予定領域８２とが重なる場合には、作業者は、槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００６２】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、例えば、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽１２が白色化する場合、設定部６２Ａは、白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重ならないように、白色化していないブロック８４に造形予定領域８２を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００６３】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、槽１２の全体に亘って白色化が進み、白色化したブロックを避けて第１の３次元造形物を造形することができないような場合に、作業者に対して、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽１２の交換を促すことができる。これにより、白色化した槽１２を用いて第１の３次元造形物を造形することを未然に防止することができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る３次元造形装置１０の主要要素を示すブロック図である。図１０に示すように、制御装置１６は、作成部５０と、特定部５２と、光照射部６０Ａと、記憶部４８と、分割部５４と、第１計数部５６と、設定部６２Ｂと、通知部６４Ｂと、第２計数部５８とを備えている。
【００６５】
第２計数部５８は、第１の３次元造形物の造形開始前に、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、第１の３次元造形物を造形するときにプロジェクタ３１の光が照射される照射予定回数を計数する。すなわち、第２計数部５８は、第１の３次元造形物を造形するのに必要なプロジェクタ３１からの光の照射予定回数を、ブロック８４ごとに予め計数する。なお、第１の３次元造形物の造形と同時に、他の１以上の３次元造形物を造形する場合には、第２計数部５８は、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、これら複数の３次元造形物の照射予定回数の合計回数を計数する。図１１中の符号８２は、第１の３次元造形物を造形するときにプロジェクタ３１の光が照射される部分（即ち造形予定領域８２）を示す。造形予定領域８２に存在する複数のブロック８４は、ブロック８４Ｑと、ブロック８４Ｒとを含んでいる。本実施形態では、ブロック８４Ｒは、プロジェクタ３１の光が照射される照射予定回数がブロック８４Ｑよりも少ない。
【００６６】
設定部６２Ｂは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロック８４に、造形予定領域８２を設定する。設定部６２Ｂは、上記合計回数が所定値以上のブロック８４と造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を設定する。
【００６７】
光照射部６０Ａは、さらに、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第２計数部５８によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光をプロジェクタ３１がブロック８４Ｑに表示するとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第３の光に変更する。光照射部６０Ａは、変更された第３の光をブロック８４Ｑに照射するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０Ａは、第２計数部５８によって計数された照射予定回数が多くなるほど、光の輝度を大きくしてもよい。光照射部６０Ａは、第２計数部５８によって計数された照射予定回数が多くなるほど、光の輝度を小さくしてもよい。第２計数部５８によって計数された照射予定回数と光の輝度とは、一対一の対応関係にあるとよい。また、光照射部６０Ａは、第２計数部５８によって計数された照射予定回数が第２の閾値以上のときに、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって所定の輝度を有する第３の光にしてもよい。この場合、第２の閾値は、記憶部４８に予め記憶されている。
【００６８】
光照射部６０Ａは、さらに、光硬化性樹脂２３を硬化させて第１の３次元造形物の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第２計数部５８によって計数された照射予定回数に対応した輝度の光をプロジェクタ３１がブロック８４Ｒに表示するとき、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって第３の光の輝度と異なる輝度を有する第４の光に変更する。光照射部６０Ａは、変更された第４の光をブロック８４Ｒに照射するようにプロジェクタ３１を制御する。光照射部６０Ａは、第２計数部５８によって計数された照射予定が第２の閾値未満のときに、プロジェクタ３１からの光を光硬化性樹脂２３が硬化しない波長からなる光であって第３の光の輝度と異なる輝度を有する第４の光にしてもよい。第４の光は、第３の光の輝度より大きくてもよい。第４の光は、第３の光の輝度より小さくてもよい。
【００６９】
造形予定領域８２が設定部６２Ｂによって設定された場合には、光照射部６０Ａは、設定された造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。
【００７０】
通知部６４Ｂは、設定部６２Ｂが造形予定領域８２を設定するときに、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が上記所定値以上のブロック８４と造形予定領域８２とが重なることが、造形予定領域８２を槽１２の中で移動させても避けられない場合、第１の３次元造形物の造形を開始する前に、槽１２の交換を通知する。
【００７１】
図１１に示すように、照射部分９２と特定部５２によって特定された造形予定領域８２とが重なるブロック８４のうち、ブロック８４Ｘにおいて、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上の場合、設定部６２Ｂは、ブロック８４Ｘと造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を設定する（図１２参照）。
【００７２】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、ブロック８４Ａおよびブロック８４Ｂに照射される光と、ブロック８４Ｑおよびブロック８４Ｒに照射される光とが組み合わされることがある。これにより、これから第１の３次元造形物を造形するとき、槽１２のうち造形の途中で白色化するブロック８４Ｘを光の輝度の違いに基づいて認識することができる。この結果、槽１２のうち第１の３次元造形物の造形の途中で白色化するブロック８４Ｘと造形予定領域８２とが重なる場合には、作業者は、槽１２のうち造形の途中で白色化しない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００７３】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、例えば、第１の３次元造形物を造形する前に、あるブロックにおいて白色化が起きていない場合であっても、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上になると、第１の３次元造形物の造形の途中で該ブロックが白色化することが予測される。このため、設定部６２Ｂは、造形の途中においてブロックが白色化することによる造形物の品質の低下を防止するために、第１の３次元造形物の造形の途中で白色化する部分と造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を自動的に設定する。これにより、品質に優れた第１の３次元造形物を造形することができる。
【００７４】
＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態に係る３次元造形装置１０の主要要素を示すブロック図である。図１３に示すように、制御装置１６は、作成部５０と、特定部５２と、記憶部４８と、分割部５４と、第１計数部５６と、設定部６２Ａと、通知部６４Ａと、出力部６６Ａとを備えている。ここでは、図１４に示す３次元造形物８６を造形する場合を例に説明する。図１５に示すように、３次元造形物８６を造形する際に、各ブロック８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ、８４Ｄ、８４Ｅに照射される光の照射予定回数Ｎは、順に１００、８０、６０、４０、２０である。
【００７５】
図１６に示すように、出力部６６Ａは、光硬化性樹脂２３を硬化させて３次元造形物８６の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、特定部５２によって特定された造形予定領域８２を出力する。出力部６６Ａは、造形予定領域８２を表示装置４７に出力する。表示装置４７としては、例えば、液晶ディスプレイが挙げられる。造形予定領域８２は、表示装置４７に表示される。出力部６６Ａは、光硬化性樹脂２３を硬化させて３次元造形物８６の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数をブロック８４ごとに出力する。出力部６６Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数をブロック８４ごとに表示装置４７に出力する。第１計数部５６によって計数された照射済み回数は、ブロック８４ごとに表示装置４７に表示される。例えば、槽１２において、３次元造形物８６の造形が２回行われたとき、図１６に示すように、出力部６６Ａは、ブロック８４Ａに照射済み回数２００を出力し、ブロック８４Ｂに照射済み回数１６０を出力し、ブロック８４Ｃに照射済み回数１２０を出力し、ブロック８４Ｄに照射済み回数８０を出力し、ブロック８４Ｅに照射済み回数４０を出力する。
【００７６】
出力部６６Ａは、複数のブロック８４のうち第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値以上のブロック８４には第１の色を出力し、複数のブロック８４のうち第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロック８４には第１の色とは異なる第２の色を出力してもよい。この所定値は、槽１２が白色化するときのプロジェクタ３１からの光の照射済み回数とするとよい。また、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値未満のブロック８４については、照射済み回数に応じて色を異ならせてもよい。
【００７７】
通知部６４Ａは、３次元造形物８６の造形を開始する前に、表示装置４７（図１３参照）を通じて視覚的に作業者に対して槽１２の交換を通知する。なお、通知方法は、音声等による通知であってもよい。
【００７８】
図１６に示すように、出力部６６Ａは、光硬化性樹脂２３を硬化させて３次元造形物８６の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数をブロック８４ごとに出力することによって、槽１２のうちどの部分が白色化しているかを確認することができる。例えば、照射済み回数が１８０以上のときに槽１２が白色化する場合、槽１２のうちブロック８４Ａは白色化していることが確認される。また、照射済み回数が１８０以上のときに槽１２が白色化する場合、出力部６６Ａは、該ブロックに対して赤色を出力してもよい。これにより、作業者は赤色のブロックが白色化していると認識することができる。図１７に示すように、設定部６２Ａは、ブロック８４Ａと造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を設定する。制御装置１６は、造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。造形予定領域８２が設定部６２Ａによって設定された場合には、制御装置１６は、設定された造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。なお、制御装置１６が設定部６２Ａを備えていない場合であっても変更部６１を備えている場合には、作業者は、白色化している部分（ブロック８４Ａ）を認識することができるため、槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００７９】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、３次元造形物８６を造形する前に、出力部６６Ａは、造形予定領域８２を出力し、かつ、３次元造形物８６が造形される前に造形された第２の３次元造形物の造形においてプロジェクタ３１の光が照射された照射済み回数をブロック８４ごとに出力する。作業者は、第２の３次元造形物の造形においてプロジェクタ３１の光が照射された照射済み回数に基づいて当該ブロック８４が白色化しているかを判断することができる。また、作業者は、第２の３次元造形物の造形終了後に、白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なるか否かを判断することができる。白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なる場合には、作業者は、槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。この結果、樹脂製の槽１２のうち白色化した部分９０を避けて、品質に優れた３次元造形物８６を造形することができる。
【００８０】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、例えば、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽１２が白色化する場合、作業者は第１の色を確認することによって、当該ブロック８４Ａが白色化していることを容易に認識することができる。これにより、作業者は、目視では槽１２の白色化を認識することができないような場合であっても、第２の３次元造形物の造形終了後に白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なるか否かを容易に判断することができる。白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重なる場合には、作業者は、槽１２のうち白色化していない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００８１】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、例えば、第１計数部５６によって計数された照射済み回数が所定値のときに槽１２が白色化する場合、設定部６２Ａは、白色化した部分９０と造形予定領域８２とが重ならないように、白色化していないブロックに造形予定領域８２を自動的に設定する。これにより、品質に優れた３次元造形物８６を造形することができる。
【００８２】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、槽１２の全体に亘って白色化が進み、白色化したブロックを避けて３次元造形物８６を造形することができないような場合に、作業者に対して、３次元造形物８６の造形を開始する前に、槽１２の交換を促すことができる。これにより、白色化した槽１２を用いて３次元造形物８６を造形することを防止することができる。
【００８３】
＜第５実施形態＞
図１８は、第５実施形態に係る３次元造形装置１０の主要要素を示すブロック図である。図１８に示すように、制御装置１６は、作成部５０と、特定部５２と、記憶部４８と、分割部５４と、第１計数部５６と、設定部６２Ｂと、通知部６４Ｂと、出力部６６Ａと、第２計数部５８とを備えている。
【００８４】
出力部６６Ａは、さらに、光硬化性樹脂２３を硬化させて３次元造形物８６の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数を、ブロック８４ごとに出力する。出力部６６Ａは、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数を、ブロック８４ごとに表示装置４７に出力する。第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数は、ブロック８４ごとに表示装置４７に表示される。例えば、槽１２において、３次元造形物８６の造形が２回行われたとき、図１９に示すように、出力部６６Ａは、ブロック８４Ａに照射済み回数２００を出力し、ブロック８４Ｂに照射済み回数１６０を出力し、ブロック８４Ｃに照射済み回数１２０を出力し、ブロック８４Ｄに照射済み回数８０を出力し、ブロック８４Ｅに照射済み回数４０を出力する。また、出力部６６Ａは、ブロック８４Ｆに合計回数３００を出力し、ブロック８４Ｇに合計回数２４０を出力し、ブロック８４Ｈに合計回数１８０を出力し、ブロック８４Ｉに合計回数１２０を出力し、ブロック８４Ｊに合計回数６０を出力する。さらに、出力部６６Ａは、ブロック８４Ｋに照射予定回数１００を出力し、ブロック８４Ｌに照射予定回数８０を出力し、ブロック８４Ｍに照射予定回数６０を出力し、ブロック８４Ｎに照射予定回数４０を出力し、ブロック８４Ｏに照射予定回数２０を出力する。
【００８５】
出力部６６Ａは、さらに、複数のブロック８４のうち第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上のブロック８４には第１の色を出力し、複数のブロック８４のうち第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値未満のブロック８４には第１の色とは異なる第２の色を出力してもよい。
【００８６】
図１９に示すように、光硬化性樹脂２３を硬化させて３次元造形物８６の断面形状の樹脂層を順次積層する前に、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数がブロック８４ごとに出力されることによって、槽１２のうちどの部分が白色化しているかおよび槽１２のうちどの部分がこれから白色化する虞があるのかを確認することができる。例えば、照射済み回数が１８０以上のときに槽１２が白色化する場合、槽１２のうちブロック８４Ａおよびブロック８４Ｆは既に白色化していることが確認される。また、ブロック８４Ｇおよびブロック８４Ｈは、次に３次元造形物８６を造形している途中で白色化することが確認される。図２０に示すように、設定部６２Ｂは、ブロック８４Ａ、８４Ｆ、８４Ｇ、８４Ｈと造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を設定する。造形予定領域８２が設定部６２Ｂによって設定された場合には、制御装置１６は、設定された造形予定領域８２に、光硬化性樹脂２３が硬化する波長からなる光を照射するようにプロジェクタ３１を制御する。なお、制御装置１６が設定部６２Ｂを備えていない場合であっても変更部６１を備えている場合には、作業者は、白色化している部分（ブロック８４Ａ、８４Ｆ）およびこれから白色化する部分（ブロック８４Ｇ、８４Ｈ）を認識することができるため、槽１２のうち白色化していない部分およびこれから白色化しない部分に造形予定領域８２を変更することができる。
【００８７】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、３次元造形物８６を造形する前に、ブロック８４Ｇ、８４Ｈにおいて白色化が起きていない場合であっても、第１計数部５６によって計数された照射済み回数と第２計数部５８によって計数された照射予定回数との合計回数が所定値以上になると、３次元造形物８６の造形の途中でブロック８４Ｇ、８４Ｈが白色化することが予測される。このような場合であっても、作業者は、３次元造形物８６を造形している途中で、当該ブロック８４Ｇ、８４Ｈが白色化することを事前に把握することができる。これにより、作業者は、当該ブロック８４Ｇ、８４Ｈを避けて造形予定領域８２を変更することができる。
【００８８】
本実施形態の３次元造形装置１０によれば、設定部６２Ｂは、３次元造形物８６の造形の途中においてブロック８４Ｇ、８４Ｈが白色化することによる３次元造形物８６の品質の低下を防止するために、３次元造形物８６の造形の途中で白色化することが予測されるブロック８４Ｇ、８４Ｈと造形予定領域８２とが重ならないように、造形予定領域８２を自動的に設定する。これにより、品質に優れた３次元造形物８６を造形することができる。
【００８９】
上述した実施形態では、第１計数部５６は、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、プロジェクタ３１の光が照射された照射済み回数を計数していたが、これに限定されない。例えば、第１計数部５６は、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、プロジェクタ３１の光が照射された照射済み時間を計数してもよい。
【００９０】
上述した実施形態では、第２計数部５８は、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、３次元造形物を造形するときにプロジェクタ３１の光が照射される照射予定回数を計数していたが、これに限定されない。例えば、第２計数部５８は、分割部５４によって分割されたブロック８４ごとに、３次元造形物を造形するときにプロジェクタ３１の光が照射される照射予定時間を計数してもよい。
【００９１】
上述した第２実施形態ないし第５実施形態では、制御装置１６は、変更部６１を備えていなかったが、備えていてもよい。この場合、造形予定領域８２は、設定部６２Ａ、６２Ｂによって自動的に設定されるか、または、変更部６１によって作業者が任意に設定することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  ３次元造形装置
１２  槽
１６  制御装置
３１  プロジェクタ
５２  特定部
５４  分割部
５６  第１計数部
５８  第２計数部
６０、６０Ａ、６０Ｂ  光照射部
６２Ａ、６２Ｂ  設定部
６４Ａ、６４Ｂ  通知部
６６Ａ、６６Ｂ  出力部
８０  造形領域
８２  造形予定領域
８４  ブロック
【図１】
2016097626.tif 000003
【図２】
2016097626.tif 000004
【図３】
2016097626.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016097626.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016097626.tif 000009
【図８】
2016097626.tif 000010
【図９】
2016097626.tif 000011
【図１０】
2016097626.tif 000012
【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】
2016097626.tif 000018
【図１７】
2016097626.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2016097626.tif 000021
【図２０】
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