JP2010052330A - Three-dimensional shaping machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To considerably reduce the cost of a drive system and to miniaturize the whole drive system (to reduce an occupied space). <P>SOLUTION: A shaping machine is equipped with a carriage mechanism Mc having an injection head 3 for injecting a shaping material R to a shaping table 2, an X-direction movement mechanism Mx which relatively moves the injection head 3 in the X direction to the shaping table 2, a Y-direction movement mechanism My which relatively moves the injection head 3 in the Y direction to the shaping table 2, and a Z-direction movement mechanism Mz which moves the shaping table 2 in the Z direction to the injection head 3. The shaping machine also includes: a cleaning roller 4 for cleaning the shaping material R on the shaping table 2, in the carriage mechanism Mc; and a cleaning roller driving mechanism Mr having a movement amount conversion part 5 which converts the movement amount in the Y direction of the Y-direction movement mechanism My into a rotational movement amount and a movement amount transmission part 6 which transmits the rotational movement amount to the cleaning roller 4 to rotate the cleaning roller 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、造形用材料を造形テーブルに射出する射出ヘッドを有するキャリッジ機構とこの射出ヘッドを造形テーブルに対して相対移動させる移動機構を備える三次元造形機に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling machine including a carriage mechanism having an injection head for injecting a modeling material onto a modeling table and a moving mechanism for moving the injection head relative to the modeling table.

従来、造形テーブルに造形用材料を射出する射出ヘッド及びこの射出ヘッドを造形テーブルに対してX方向,Y方向及びZ方向に相対移動させる移動機構を備える三次元造形機としては、特許文献1で開示される三次元造形装置が知られている。   Conventionally, as a three-dimensional modeling machine including an injection head for injecting a modeling material onto a modeling table and a moving mechanism for moving the injection head relative to the modeling table in the X, Y, and Z directions, Patent Document 1 discloses The disclosed three-dimensional modeling apparatus is known.

同文献1で開示される三次元造形装置は、制御部,この制御部にそれぞれ電気的に接続されたバインダ付与部,造形部,粉末供給部,粉末拡散部及び赤外線ランプを備えており、特に、制御部は、コンピュータとこのコンピュータに電気的に接続された駆動制御部を備えるとともに、この駆動制御部は、さらに、バインダ(造形用材料)を射出するノズルヘッドを水平XY平面で移動させるXY方向移動部及びXY方向移動部を駆動する駆動部を備えている。また、粉末拡散部は、粉末供給部から供給される粉末(造形用材料)を拡散させるブレード,このブレードの動作を規制するガイドレール及び当該ブレードを移動させる駆動部を備えている。
特開2001−334580号公報
The three-dimensional modeling apparatus disclosed in the same document 1 includes a control unit, a binder applying unit electrically connected to the control unit, a modeling unit, a powder supply unit, a powder diffusion unit, and an infrared lamp, in particular. The control unit includes a computer and a drive control unit electrically connected to the computer, and the drive control unit further moves the nozzle head for injecting the binder (modeling material) in the horizontal XY plane. A driving unit for driving the direction moving unit and the XY direction moving unit is provided. The powder diffusion unit includes a blade that diffuses the powder (modeling material) supplied from the powder supply unit, a guide rail that regulates the operation of the blade, and a drive unit that moves the blade.
JP 2001-334580 A

しかし、上述した三次元造形装置をはじめ、従来の三次元造形機は一般に次のような解決すべき課題が存在した。   However, conventional 3D modeling machines, including the 3D modeling apparatus described above, generally have the following problems to be solved.

第一に、上述した三次元造形装置では、粉末供給部から供給される粉末(造形用材料)を拡散させるブレードを備えているが、通常、三次元造形機では、造形テーブルに供給された造形用材料を整えるクリーニング機構を備えている。この場合、ブレード等を垂直方向(Z方向)に昇降させる垂直駆動部やブレード等を水平方向(X方向)に往復移動させる水平駆動部を有する独立した駆動系を必要とし、当該駆動系の大幅なコストアップを招いてしまうとともに、当該駆動系全体の大型化(占有スペースの拡大)が無視できないなど、低コスト化及び小型コンパクト化を図る観点から更なる改善の余地があった。   First, the 3D modeling apparatus described above includes a blade that diffuses the powder (modeling material) supplied from the powder supply unit. Usually, in the 3D modeling machine, the modeling supplied to the modeling table. It has a cleaning mechanism that arranges materials. In this case, an independent drive system having a vertical drive unit for moving the blades up and down in the vertical direction (Z direction) and a horizontal drive unit for reciprocating the blades in the horizontal direction (X direction) is required. There is room for further improvement from the viewpoint of cost reduction and downsizing and compactness, such as an increase in cost and an increase in the size of the entire drive system (expansion of occupied space) cannot be ignored.

第二に、上述した三次元造形装置では、ノズルヘッドを水平XY平面で移動させるXY方向移動部及びXY方向移動部を駆動する駆動部を備えているが、通常、三次元造形機では、造形テーブルに対して射出ヘッドをX方向に相対移動させるX方向移動機構及び射出ヘッドを含むX方向移動機構をY方向に相対移動させるY方向移動機構を備えている。この場合、Y方向移動機構は、駆動モータ等を含む重量の大きいX方向移動機構全体を移動させる必要があり、応答性及び制御性の低下,重量の二乗で増加する振動(M/C振動)の発生,制御精度の低下及び消費電力の増加を招くなど、これらの問題を解決する観点からも更なる改善の余地があった。   Second, the 3D modeling apparatus described above includes an XY direction moving unit that moves the nozzle head in the horizontal XY plane and a drive unit that drives the XY direction moving unit. An X-direction moving mechanism that relatively moves the ejection head in the X direction with respect to the table and a Y-direction movement mechanism that relatively moves the X-direction moving mechanism including the ejection head in the Y direction are provided. In this case, it is necessary for the Y-direction moving mechanism to move the entire heavy X-direction moving mechanism including the drive motor, etc., and the response and controllability are reduced, and vibration that increases with the square of the weight (M / C vibration) There is room for further improvement from the viewpoint of solving these problems, such as generation of noise, reduction in control accuracy, and increase in power consumption.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した三次元造形機の提供を目的とするものである。   The object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling machine that solves the problems in the background art.

本発明は、上述した課題を解決するため、造形用材料Rを造形テーブル2に射出する射出ヘッド3を有するキャリッジ機構Mcと、造形テーブル2に対して射出ヘッド3をX方向に相対移動させるX方向移動機構Mxと、造形テーブル2に対して射出ヘッド3をY方向に相対移動させるY方向移動機構Myと、射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に相対移動させるZ方向移動機構Mzとを備えてなる三次元造形機1を構成するに際して、キャリッジ機構Mcに造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ4を設けるとともに、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部5及び回転移動量をクリーニングローラ4に伝達して当該クリーニングローラ4を回転させる移動量伝達部6を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a carriage mechanism Mc having an injection head 3 for injecting the modeling material R onto the modeling table 2, and X for moving the injection head 3 relative to the modeling table 2 in the X direction. A direction moving mechanism Mx, a Y direction moving mechanism My that moves the injection head 3 relative to the modeling table 2 in the Y direction, and a Z direction moving mechanism Mz that moves the modeling table 2 relative to the injection head 3 in the Z direction. When the three-dimensional modeling machine 1 is provided, the carriage mechanism Mc is provided with a cleaning roller 4 for cleaning the modeling material R injected onto the modeling table 2, and the Y-direction moving mechanism My moves in the Y direction. Is transferred to the cleaning roller 4, and the cleaning roller 4 is rotated. Characterized in that a cleaning roller drive mechanism Mr with momentum transfer section 6.

この場合、発明の好適な態様により、造形用材料Rには、三次元造形物Aを造形する造形材Ra及び三次元造形物A以外の空間を埋めるサポート材Rsが含まれる。一方、X方向移動機構Mxは、キャリッジ機構Mcに対して別体に設けたX方向駆動部11及びこのX方向駆動部11の移動量をキャリッジ機構Mcの射出ヘッド3に伝達するX方向伝達部12を備えて構成できる。この際、X方向駆動部11は、X方向回転駆動部13と、このX方向回転駆動部13により回転し、かつ周方向規制部14cを有するY方向に沿ったガイドシャフト14を備えて構成できるとともに、X方向伝達部12は、ガイドシャフト14が挿通し、かつ軸方向(Y方向)にスライド自在かつ周方向規制部14cにより周方向に規制される第一伝達ギア15と、この第一伝達ギア15の回転を射出ヘッド3を支持するタイミングベルト16を架け渡した一方のプーリ17に伝達する第二伝達ギア18を備えて構成できる。他方、移動量変換部5は、キャリッジ機構McをY方向に移動させる一対のプーリ19,20間に架け渡したタイミングベルト21の歯部21cに噛合する変換ギア(第一変換ギア)22を備えて構成できるとともに、移動量伝達部6は、第一変換ギア22に噛合して回転方向を変換する第二変換ギア23を備えて構成できる。   In this case, according to a preferred aspect of the invention, the modeling material R includes a modeling material Ra that models the three-dimensional model A and a support material Rs that fills a space other than the three-dimensional model A. On the other hand, the X-direction moving mechanism Mx includes an X-direction drive unit 11 provided separately from the carriage mechanism Mc and an X-direction transmission unit that transmits the amount of movement of the X-direction drive unit 11 to the ejection head 3 of the carriage mechanism Mc. 12 can be configured. At this time, the X-direction drive unit 11 can be configured to include an X-direction rotation drive unit 13 and a guide shaft 14 that is rotated by the X-direction rotation drive unit 13 and has a circumferential direction restriction unit 14c along the Y direction. At the same time, the X-direction transmission unit 12 is inserted into the first transmission gear 15 through which the guide shaft 14 is inserted, is slidable in the axial direction (Y direction), and is regulated in the circumferential direction by the circumferential direction regulation unit 14c. A second transmission gear 18 that transmits the rotation of the gear 15 to one pulley 17 that spans the timing belt 16 that supports the injection head 3 can be provided. On the other hand, the movement amount conversion unit 5 includes a conversion gear (first conversion gear) 22 that meshes with the tooth portion 21c of the timing belt 21 spanned between a pair of pulleys 19 and 20 that move the carriage mechanism Mc in the Y direction. The movement amount transmission unit 6 can be configured to include a second conversion gear 23 that meshes with the first conversion gear 22 and converts the rotation direction.

このような構成を有する本発明に係る三次元造形機1によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the three-dimensional modeling machine 1 according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects can be obtained.

(1) キャリッジ機構Mcに造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ4を設けるとともに、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部5及び回転移動量をクリーニングローラ4に伝達して当該クリーニングローラ4を回転させる移動量伝達部6を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを設けたため、クリーニングローラ4を回転させる独立した駆動系が不要となり、駆動系の大幅なコストダウンを図れるとともに、当該駆動系全体の小型コンパクト化(占有スペースの縮小)を図れる。したがって、机等の上に載置できる卓上型の三次元造形機1を容易に実現することができる。   (1) The carriage mechanism Mc is provided with a cleaning roller 4 for cleaning the modeling material R injected onto the modeling table 2, and a movement amount conversion unit 5 that converts the Y-direction movement amount of the Y-direction movement mechanism My into a rotational movement amount. In addition, since the cleaning roller driving mechanism Mr having the movement amount transmitting portion 6 for transmitting the rotational movement amount to the cleaning roller 4 and rotating the cleaning roller 4 is provided, an independent drive system for rotating the cleaning roller 4 becomes unnecessary, and driving is performed. The cost of the system can be greatly reduced, and the entire drive system can be made compact and compact (occupation space can be reduced). Therefore, the desktop three-dimensional modeling machine 1 that can be placed on a desk or the like can be easily realized.

(2) 好適な態様により、X方向移動機構Mxを、キャリッジ機構Mcに対して別体に設けたX方向駆動部11及びこのX方向駆動部11の移動量をキャリッジ機構Mcの射出ヘッド3に伝達する伝達部12を備えて構成すれば、X方向移動機構Mxにおける移動部分の小型軽量化を実現できる。したがって、応答性(制御性)の向上,重量の二乗で増加する振動(M/C振動)の低減,制御の高精度化及び消費電力の低減などを図ることができる。   (2) According to a preferred embodiment, the X-direction moving mechanism Mx is provided separately from the carriage mechanism Mc, and the amount of movement of the X-direction driving unit 11 is transferred to the ejection head 3 of the carriage mechanism Mc. If it comprises the transmission part 12 which transmits, it can implement | achieve size reduction and weight reduction of the moving part in the X direction moving mechanism Mx. Therefore, it is possible to improve responsiveness (controllability), reduce vibration (M / C vibration) that increases with the square of weight, increase control accuracy, and reduce power consumption.

(3) 好適な態様により、X方向駆動部11を、X方向回転駆動部13と、このX方向回転駆動部13により回転し、かつ周方向規制部14cを有するY方向に沿ったガイドシャフト14を備えて構成するとともに、X方向伝達部12を、ガイドシャフト14が挿通し、かつ軸方向(Y方向)にスライド自在かつ周方向規制部14cにより周方向に規制される第一伝達ギア15と、この第一伝達ギア15の回転を射出ヘッド3を支持するタイミングベルト16を架け渡した一方のプーリ17に伝達する第二伝達ギア18を備えて構成すれば、制御時の応答性及び制御性の向上を図れるX方向移動機構Mxを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二伝達ギア18を介在させることにより射出ヘッド3の移動方向及び移動速度を容易に設定することができる。   (3) According to a preferred embodiment, the X-direction drive unit 11 is rotated by the X-direction rotation drive unit 13 and the X-direction rotation drive unit 13, and the guide shaft 14 along the Y direction has a circumferential-direction regulating unit 14c. And a first transmission gear 15 through which the guide shaft 14 is inserted, slidable in the axial direction (Y direction), and restricted in the circumferential direction by the circumferential restriction portion 14c. If the second transmission gear 18 that transmits the rotation of the first transmission gear 15 to one pulley 17 that spans the timing belt 16 that supports the injection head 3 is provided, the responsiveness and controllability at the time of control can be provided. The X-direction moving mechanism Mx that can improve the speed can be realized easily and reliably, and in particular, the moving direction and moving speed of the injection head 3 can be easily achieved by interposing the second transmission gear 18. It can be constant.

(4) 好適な態様により、移動量変換部5を、キャリッジ機構McをY方向に移動させる一対のプーリ19,20間に架け渡したタイミングベルト21の歯部21cに噛合する変換ギア(第一変換ギア)22を備えて構成するとともに、移動量伝達部6を、第一変換ギア22に噛合して回転方向を変換する第二変換ギア23を備えて構成すれば、クリーニングローラ4を回転させる独立した駆動系を不要とするクリーニングローラ駆動機構Mrを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二変換ギア23を介在させることによりクリーニングローラ4の回転方向及び回転速度を容易に設定することができる。   (4) According to a preferred embodiment, the shift amount conversion unit 5 is meshed with the gear portion 21c of the timing belt 21 spanned between a pair of pulleys 19 and 20 that move the carriage mechanism Mc in the Y direction (first gear). If the shift amount transmission unit 6 includes the second conversion gear 23 that meshes with the first conversion gear 22 and converts the rotation direction, the cleaning roller 4 is rotated. The cleaning roller drive mechanism Mr that does not require an independent drive system can be easily and reliably realized, and in particular, the rotation direction and the rotation speed of the cleaning roller 4 can be easily set by interposing the second conversion gear 23. it can.

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る三次元造形機1の構成について、図1〜図7を参照して具体的に説明する。   First, the configuration of the three-dimensional modeling machine 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS.

図7に、本実施形態に係る三次元造形機1の外観構成を示す。三次元造形機1は、全体がハウジング70により覆われており、大きさは机等の上に載置できるように卓上型として構成する。なお、71は開閉扉、72は電源スイッチを示す。また、ハウジング70の内部には、図1に示す三次元造形機1の要部構成を備えるとともに、造形機制御部75を備える。   In FIG. 7, the external appearance structure of the three-dimensional modeling machine 1 which concerns on this embodiment is shown. The three-dimensional modeling machine 1 is entirely covered with a housing 70, and is configured as a desktop type so that the size can be placed on a desk or the like. Reference numeral 71 denotes an open / close door, and 72 denotes a power switch. In addition, the housing 70 includes a main part configuration of the three-dimensional modeling machine 1 illustrated in FIG. 1 and a modeling machine control unit 75.

次に、三次元造形機1の要部構成について説明する。図1において、Mcはキャリッジ機構、MxはX方向移動機構、MyはY方向移動機構、MzはZ方向移動機構をそれぞれ示す。キャリッジ機構Mcは、キャリッジフレーム31を備え、このキャリッジフレーム31は、Y方向に沿って配した一対のY方向ガイドレール32p,32qによりスライド自在に支持される。なお、Y方向ガイドレール32p,32qは、ハウジング70に対して位置が固定されている。キャリッジ機構Mcは、造形用材料Rを造形テーブル2に射出する射出ヘッド3及び造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ4を有するとともに、X方向移動機構Mxの一部を支持する。射出ヘッド3は、インクジェット方式によりノズルから液体の造形用材料Rを射出する機能を備えており、イエロー,マジェンタ,シアンを含む色別の造形材Raを射出するノズル群及びサポート材Rsを射出するノズルを有する。また、クリーニングローラ4は、図2に示すように、キャリッジフレーム31の背面側、即ち、射出ヘッド3を配した側に対して反対側に配し、キャリッジフレーム31に対して固定した位置に回動自在に支持される。さらに、図示を省略したが、キャリッジフレーム31の底面には、造形用材料Rを硬化させるための紫外線(UV)ランプを備えている。   Next, the configuration of the main part of the three-dimensional modeling machine 1 will be described. In FIG. 1, Mc is a carriage mechanism, Mx is an X direction moving mechanism, My is a Y direction moving mechanism, and Mz is a Z direction moving mechanism. The carriage mechanism Mc includes a carriage frame 31, and the carriage frame 31 is slidably supported by a pair of Y direction guide rails 32p and 32q arranged along the Y direction. The positions of the Y-direction guide rails 32p and 32q are fixed with respect to the housing 70. The carriage mechanism Mc includes an injection head 3 that injects the modeling material R onto the modeling table 2 and a cleaning roller 4 that cleans the modeling material R injected onto the modeling table 2, and a part of the X-direction moving mechanism Mx. To support. The injection head 3 has a function of injecting a liquid modeling material R from a nozzle by an inkjet method, and injects a nozzle group and a support material Rs for injecting a modeling material Ra of different colors including yellow, magenta, and cyan. Has a nozzle. Further, as shown in FIG. 2, the cleaning roller 4 is arranged on the back side of the carriage frame 31, that is, on the opposite side to the side where the ejection head 3 is arranged, and is rotated to a position fixed to the carriage frame 31. It is supported movably. Further, although not shown, an ultraviolet (UV) lamp for curing the modeling material R is provided on the bottom surface of the carriage frame 31.

キャリッジ機構Mcに配するX方向移動機構Mxの一部には、キャリッジフレーム31の両側に回動自在に配した一対のプーリ17,33及びこのプーリ17,33間に架け渡したタイミングベルト16からなるヘッド移動機構Mhと、プーリ17に対して同軸上に配し、かつプーリ17と一体に回転する第二伝達ギア18と、この第二伝達ギア18に噛合する第一伝達ギア15が含まれる。射出ヘッド3は連結部材34を介してタイミングベルト16の所定位置に固定されるとともに、タイミングベルト16の移動方向に沿って配したX方向ガイドレール35によりスライド自在に支持される。なお、プーリ17には回転数を検出するロータリエンコーダ36を付設する。このロータリエンコーダ36は、インクリメントタイプであってもよいし、アブソリュートタイプであってもよい。   A part of the X-direction moving mechanism Mx disposed on the carriage mechanism Mc includes a pair of pulleys 17 and 33 rotatably disposed on both sides of the carriage frame 31 and a timing belt 16 spanned between the pulleys 17 and 33. A head moving mechanism Mh, a second transmission gear 18 arranged coaxially with the pulley 17 and rotating integrally with the pulley 17, and a first transmission gear 15 meshing with the second transmission gear 18 are included. . The ejection head 3 is fixed to a predetermined position of the timing belt 16 via a connecting member 34 and is slidably supported by an X-direction guide rail 35 disposed along the moving direction of the timing belt 16. The pulley 17 is provided with a rotary encoder 36 for detecting the rotational speed. The rotary encoder 36 may be an increment type or an absolute type.

X方向移動機構Mxは、さらに、キャリッジ機構Mcに対して別体に設けたX方向駆動部11を備える。このX方向駆動部11は、X方向回転駆動部13と、このX方向回転駆動部13により回転し、かつ周方向規制部14cを有するY方向に沿ったガイドシャフト14を備える。X方向回転駆動部13には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。また、ガイドシャフト14は、キャリッジフレーム31に貫通し、上述した第一伝達ギア15に挿通する。図4は、第一伝達ギア15及びガイドシャフト14を示す。ガイドシャフト14の周面には一又は二以上の軸方向(Y方向)に沿った凹溝37i,37jを有し、この凹溝37i,37jに、ドーナツ形に形成した第一伝達ギア15の内周面に設けた凸部38i,38jが係合する。この凹溝37i,37jはガイドシャフト14に設けた周方向規制部14cとなる。これにより、第一伝達ギア15はガイドシャフト14に対して軸方向にスライド自在となり、かつ周方向規制部14cにより周方向への回動変位が規制される。この場合、第一伝達ギア15から射出ヘッド3までの構成が、X方向駆動部11の移動量を射出ヘッド3に伝達するX方向伝達部12となる。このように、X方向駆動部11を、X方向回転駆動部13と、このX方向回転駆動部13により回転し、かつ周方向規制部14cを有するY方向に沿ったガイドシャフト14を備えて構成するとともに、X方向伝達部12を、ガイドシャフト14が挿通し、かつ軸方向(Y方向)にスライド自在かつ周方向規制部14cにより周方向に規制される第一伝達ギア15と、この第一伝達ギア15の回転を射出ヘッド3を支持するタイミングベルト16を架け渡した一方のプーリ17に伝達する第二伝達ギア18を備えて構成すれば、制御時の応答性及び制御性の向上を図れるX方向移動機構Mxを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二伝達ギア18を介在させることにより射出ヘッド3の移動方向及び移動速度を容易に設定できる利点がある。   The X-direction moving mechanism Mx further includes an X-direction drive unit 11 provided separately from the carriage mechanism Mc. The X-direction drive unit 11 includes an X-direction rotation drive unit 13 and a guide shaft 14 that is rotated by the X-direction rotation drive unit 13 and has a circumferential direction restriction unit 14c along the Y direction. The X direction rotation drive unit 13 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. The guide shaft 14 penetrates the carriage frame 31 and is inserted into the first transmission gear 15 described above. FIG. 4 shows the first transmission gear 15 and the guide shaft 14. The peripheral surface of the guide shaft 14 has concave grooves 37i and 37j along one or two or more axial directions (Y direction), and the first transmission gear 15 formed in a donut shape in the concave grooves 37i and 37j. The convex portions 38i and 38j provided on the inner peripheral surface engage with each other. The concave grooves 37 i and 37 j serve as a circumferential direction restricting portion 14 c provided on the guide shaft 14. Accordingly, the first transmission gear 15 is slidable in the axial direction with respect to the guide shaft 14, and the rotational displacement in the circumferential direction is restricted by the circumferential direction restricting portion 14c. In this case, the configuration from the first transmission gear 15 to the injection head 3 becomes the X-direction transmission unit 12 that transmits the movement amount of the X-direction drive unit 11 to the injection head 3. As described above, the X-direction drive unit 11 includes the X-direction rotation drive unit 13 and the guide shaft 14 that is rotated by the X-direction rotation drive unit 13 and that has the circumferential direction restriction unit 14c along the Y direction. In addition, the first transmission gear 15 is inserted into the X-direction transmission portion 12 through the guide shaft 14, is slidable in the axial direction (Y direction), and is regulated in the circumferential direction by the circumferential direction regulation portion 14c. If the second transmission gear 18 that transmits the rotation of the transmission gear 15 to the one pulley 17 that spans the timing belt 16 that supports the injection head 3 is provided, the responsiveness and controllability during control can be improved. The X-direction moving mechanism Mx can be easily and surely realized, and in particular, the advantage that the moving direction and moving speed of the injection head 3 can be easily set by interposing the second transmission gear 18. A.

Y方向移動機構Myは、キャリッジ機構Mcを上述した一対のY方向ガイドレール32p,32qに沿ってY方向に移動させる一対のプーリ19,20間に架け渡したタイミングベルト21からなるキャリッジ移動機構Mgを備える。このため、キャリッジフレーム31はタイミングベルト21、特に、上側に位置するタイミングベルト21の所定位置に固定する。また、Y方向移動機構Myは、Y方向回転駆動部41を備え、このY方向回転駆動部41の回転軸は伝達シャフト42を介して一方のプーリ19の軸心に結合する。Y方向回転駆動部41には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。なお、プーリ20には回転数を検出するロータリエンコーダ39を付設する。このロータリエンコーダ39も、インクリメントタイプであってもよいし、アブソリュートタイプであってもよい。   The Y-direction moving mechanism My is a carriage moving mechanism Mg including a timing belt 21 that spans between a pair of pulleys 19 and 20 that move the carriage mechanism Mc in the Y direction along the pair of Y-direction guide rails 32p and 32q. Is provided. For this reason, the carriage frame 31 is fixed to a predetermined position of the timing belt 21, particularly the timing belt 21 located on the upper side. The Y-direction moving mechanism My includes a Y-direction rotation drive unit 41, and the rotation axis of the Y-direction rotation drive unit 41 is coupled to the axis of one pulley 19 via the transmission shaft 42. The Y direction rotation drive unit 41 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. The pulley 20 is provided with a rotary encoder 39 for detecting the rotation speed. The rotary encoder 39 may also be an incremental type or an absolute type.

一方、キャリッジフレーム31には、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部5及び回転移動量をクリーニングローラ4に伝達して当該クリーニングローラ4を回転させる移動量伝達部6を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを付設する。クリーニングローラ駆動機構Mrは、図2及び図5に示すように、キャリッジフレーム31に固定したサブフレーム45を備え、このサブフレーム45に、第一変換ギア22及びこの第一変換ギア22に噛合する第二変換ギア23をそれぞれ回動自在に取付ける。この場合、第一変換ギア22は、タイミングベルト21、特に、下側のタイミングベルト21の歯部21cに噛合する。また、第二変換ギア23は、歯部21cに対しては浮いた位置に配され、この第二変換ギア23により回転方向が変換される。したがって、第一変換ギア22が移動量変換部5を構成するとともに、第二変換ギア23が移動量伝達部6を構成する。さらに、第二変換ギア23とクリーニングローラ4は同軸上に配し、第二変換ギア23の伝達シャフト46は電磁クラッチ47を介してクリーニングローラ4に結合する。このように、移動量変換部5を、キャリッジ機構McをY方向に移動させる一対のプーリ19,20間に架け渡したタイミングベルト21の歯部21cに噛合する変換ギア(第一変換ギア)22を備えて構成するとともに、移動量伝達部6を、第一変換ギア22に噛合して回転方向を変換する第二変換ギア23を備えて構成すれば、クリーニングローラ4を回転させる独立した駆動系を不要とするクリーニングローラ駆動機構Mrを容易かつ確実に実現できるとともに、特に、第二変換ギア23を介在させることによりクリーニングローラ4の回転方向及び回転速度を容易に設定できる利点がある。   On the other hand, the carriage frame 31 has a movement amount converter 5 that converts the Y-direction movement amount of the Y-direction movement mechanism My into a rotational movement amount, and a movement that transmits the rotational movement amount to the cleaning roller 4 and rotates the cleaning roller 4. A cleaning roller drive mechanism Mr having a quantity transmission unit 6 is attached. As shown in FIGS. 2 and 5, the cleaning roller driving mechanism Mr includes a sub frame 45 fixed to the carriage frame 31, and meshes with the first conversion gear 22 and the first conversion gear 22 in the sub frame 45. Each of the second conversion gears 23 is rotatably attached. In this case, the first conversion gear 22 meshes with the timing belt 21, particularly the tooth portion 21 c of the lower timing belt 21. Further, the second conversion gear 23 is arranged at a floating position with respect to the tooth portion 21 c, and the rotation direction is converted by the second conversion gear 23. Therefore, the first conversion gear 22 constitutes the movement amount conversion unit 5, and the second conversion gear 23 constitutes the movement amount transmission unit 6. Further, the second conversion gear 23 and the cleaning roller 4 are arranged coaxially, and the transmission shaft 46 of the second conversion gear 23 is coupled to the cleaning roller 4 via an electromagnetic clutch 47. Thus, the conversion gear (first conversion gear) 22 meshes with the tooth portion 21c of the timing belt 21 spanned between the pair of pulleys 19 and 20 that move the carriage mechanism Mc in the Y direction. If the moving amount transmission unit 6 includes the second conversion gear 23 that meshes with the first conversion gear 22 to change the rotation direction, an independent drive system that rotates the cleaning roller 4 is provided. The cleaning roller driving mechanism Mr that eliminates the need for the cleaning roller 4 can be easily and reliably realized, and in particular, the rotation direction and the rotation speed of the cleaning roller 4 can be easily set by interposing the second conversion gear 23.

Z方向移動機構Mzは、射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に移動させる機能を備える。造形テーブル2は射出ヘッド3の下方に配し、この造形テーブル2がZ方向移動機構Mzにより昇降する。Z方向移動機構Mzは、Z方向駆動部51を備え、このZ方向駆動部51は、Z方向回転駆動部52と、このZ方向回転駆動部52の回転を昇降変位(Z方向変位)に変換するボールねじ機構等を用いた運動変換部53を備える。そして、運動変換部53の昇降変位する出力軸53eを造形テーブル2の脚部に結合する。Z方向回転駆動部52には、ステッピングモータ又はサーボモータ等の駆動モータを内蔵する。なお、55は造形テーブル2の上面に載置した当該造形テーブル2に付属する造形物基台を示す。   The Z direction moving mechanism Mz has a function of moving the modeling table 2 in the Z direction with respect to the injection head 3. The modeling table 2 is arranged below the injection head 3, and the modeling table 2 is moved up and down by the Z-direction moving mechanism Mz. The Z-direction moving mechanism Mz includes a Z-direction drive unit 51. The Z-direction drive unit 51 converts the Z-direction rotation drive unit 52 and the rotation of the Z-direction rotation drive unit 52 into a vertical displacement (Z-direction displacement). A motion conversion unit 53 using a ball screw mechanism or the like is provided. Then, the output shaft 53 e that moves up and down in the motion conversion unit 53 is coupled to the leg of the modeling table 2. The Z-direction rotation drive unit 52 incorporates a drive motor such as a stepping motor or a servo motor. Reference numeral 55 denotes a modeling object base attached to the modeling table 2 placed on the upper surface of the modeling table 2.

他方、本実施形態に係る三次元造形機1は、図7に示すように、使用時には、他のコンピュータ80に接続して三次元造形システムを構成する。この場合、三次元造形機1における造形機制御部75とコンピュータ80を有線手段(USBケーブル等)81又は無線手段(無線LAN等)により接続する。コンピュータ80には、汎用的なパソコン(パーソナルコンピュータ)等の各種コンピューティング装置を利用できる。したがって、コンピュータ80には、三次元造形機1を総合的に制御するためのアプリケーションソフトウェア及び各種データ(データベース)が格納又は登録されている。図6において、61は、造形機制御部75とコンピュータ80を含む制御系を示している。造形機制御部75には、少なくとも、前述したロータリエンコーダ36及び39,X方向回転駆動部13,Y方向回転駆動部41及びZ方向回転駆動部52をそれぞれ接続するとともに、射出ヘッド3及び電磁クラッチ47を接続する。   On the other hand, as shown in FIG. 7, the 3D modeling machine 1 according to this embodiment is connected to another computer 80 to configure a 3D modeling system when used. In this case, the modeling machine control unit 75 and the computer 80 in the three-dimensional modeling machine 1 are connected by wired means (USB cable or the like) 81 or wireless means (wireless LAN or the like). As the computer 80, various computing devices such as a general-purpose personal computer (personal computer) can be used. Therefore, the computer 80 stores or registers application software and various data (database) for comprehensively controlling the 3D modeling machine 1. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes a control system including the modeling machine control unit 75 and the computer 80. At least the rotary encoders 36 and 39, the X-direction rotation drive unit 13, the Y-direction rotation drive unit 41, and the Z-direction rotation drive unit 52 are connected to the modeling machine control unit 75, respectively, and the injection head 3 and the electromagnetic clutch. 47 is connected.

次に、本実施形態に係る三次元造形機1の動作(使用方法)について、図1〜図7を参照して説明する。   Next, operation | movement (usage method) of the three-dimensional modeling machine 1 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.

最初に、X方向移動機構Mx,Y方向移動機構My,Z方向移動機構Mz及びクリーニングローラ駆動機構Mrの各動作について説明する。   First, each operation of the X direction moving mechanism Mx, the Y direction moving mechanism My, the Z direction moving mechanism Mz, and the cleaning roller driving mechanism Mr will be described.

X方向移動機構Mxは、X方向回転駆動部13の回転動作によりガイドシャフト14が回転するとともに、このガイドシャフト14の回転により第一伝達ギア15が回転する。即ち、ガイドシャフト14には、軸方向に沿った凹溝37i,37jによる周方向規制部14cを有するため、凹溝37i,37jに凸部38i,38jが係合する第一伝達ギア15が一体に回転する。また、第一伝達ギア15の回転により、この第一伝達ギア15に噛合する第二伝達ギア18が回転するとともに、この第二伝達ギア18の同軸上に一体に設けたプーリ17も回転する。これにより、ヘッド移動機構Mhにおけるタイミングベルト16が移動し、タイミングベルト16に固定した射出ヘッド3がX方向ガイドレール35に沿ってX方向に移動する。この際、X方向回転駆動部13の回転方向を制御することにより、射出ヘッド3をX方向の正逆方向に移動させることができる。一方、プーリ17の回転数は、ロータリエンコーダ36により検出され、造形機制御部75に付与される。これにより、射出ヘッド3のX方向位置に対するフィードバック制御が行われる。   In the X-direction moving mechanism Mx, the guide shaft 14 is rotated by the rotation operation of the X-direction rotation driving unit 13, and the first transmission gear 15 is rotated by the rotation of the guide shaft 14. That is, since the guide shaft 14 has the circumferential restricting portion 14c by the concave grooves 37i and 37j along the axial direction, the first transmission gear 15 in which the convex portions 38i and 38j engage with the concave grooves 37i and 37j is integrated. Rotate to. The second transmission gear 18 meshing with the first transmission gear 15 is rotated by the rotation of the first transmission gear 15, and the pulley 17 integrally provided on the second transmission gear 18 is also rotated. Thus, the timing belt 16 in the head moving mechanism Mh moves, and the ejection head 3 fixed to the timing belt 16 moves in the X direction along the X direction guide rail 35. At this time, the ejection head 3 can be moved in the forward and reverse directions of the X direction by controlling the rotational direction of the X direction rotational drive unit 13. On the other hand, the rotational speed of the pulley 17 is detected by the rotary encoder 36 and given to the modeling machine control unit 75. Thereby, feedback control with respect to the X direction position of the injection head 3 is performed.

Y方向移動機構Myは、Y方向回転駆動部41の回転動作により伝達シャフト42が回転するとともに、この伝達シャフト42の同軸上に一体に設けたプーリ19が回転する。これにより、キャリッジ移動機構Mgにおけるタイミングベルト21が移動し、タイミングベルト21に固定したキャリッジフレーム31(キャリッジ機構Mc)がY方向ガイドレール32p,32qに沿ってY方向に移動する。即ち、キャリッジ機構Mcに備える射出ヘッド3もY方向に移動する。この際、Y方向回転駆動部41の回転方向を制御することにより、射出ヘッド3をY方向の正逆方向に移動させることができる。一方、プーリ20の回転数は、ロータリエンコーダ39により検出され、造形機制御部75に付与される。これにより、射出ヘッド3のY方向位置に対するフィードバック制御が行われる。   In the Y-direction moving mechanism My, the transmission shaft 42 is rotated by the rotation operation of the Y-direction rotation drive unit 41, and the pulley 19 provided integrally on the transmission shaft 42 is rotated. Accordingly, the timing belt 21 in the carriage moving mechanism Mg moves, and the carriage frame 31 (carriage mechanism Mc) fixed to the timing belt 21 moves in the Y direction along the Y direction guide rails 32p and 32q. That is, the ejection head 3 provided in the carriage mechanism Mc also moves in the Y direction. At this time, by controlling the rotation direction of the Y-direction rotation drive unit 41, the ejection head 3 can be moved in the forward and reverse directions of the Y direction. On the other hand, the rotational speed of the pulley 20 is detected by the rotary encoder 39 and given to the modeling machine control unit 75. Thereby, feedback control with respect to the Y direction position of the ejection head 3 is performed.

ところで、上述した第一伝達ギア15は、ガイドシャフト14上に軸方向へ変位自在に支持されるため、キャリッジ機構McがY方向に移動した場合であってもキャリッジ機構Mcの移動には何ら影響を及ぼさない。また、X方向移動機構Mxの一部を構成するX方向回転駆動部13及びガイドシャフト14は、キャリッジ機構Mcに搭載しない。したがって、キャリッジ機構Mcの小型軽量化を実現することができ、Y方向移動機構Myを制御する際における応答性(制御性)の向上,重量の二乗で増加する振動(M/C振動)の低減,制御の高精度化及び消費電力の低減などを図ることができる。   Incidentally, since the first transmission gear 15 described above is supported on the guide shaft 14 so as to be displaceable in the axial direction, even if the carriage mechanism Mc moves in the Y direction, it does not affect the movement of the carriage mechanism Mc. Does not affect. Further, the X-direction rotation drive unit 13 and the guide shaft 14 that constitute a part of the X-direction moving mechanism Mx are not mounted on the carriage mechanism Mc. Accordingly, the carriage mechanism Mc can be reduced in size and weight, improved in response (controllability) when controlling the Y-direction moving mechanism My, and reduced in vibration (M / C vibration) that increases with the square of the weight. Therefore, it is possible to improve control accuracy and reduce power consumption.

一方、Y方向移動機構Myの作動時には、タイミングベルト21が移動するとともに、クリーニングローラ駆動機構Mrにおける第一変換ギア22が下側のタイミングベルト21における歯部21cに噛合しているため、第一変換ギア22が回転し、この第一変換ギア22の回転は、この第一変換ギア22に噛合する第二変換ギア23に伝達される。これにより、第二変換ギア23の同軸上に一体に設けた伝達シャフト46も回転する。したがつて、電磁クラッチ47を接続モード又は切離モードに切換えれば、クリーニングローラ4を回転又は停止させることができる。   On the other hand, when the Y-direction moving mechanism My operates, the timing belt 21 moves, and the first conversion gear 22 in the cleaning roller driving mechanism Mr meshes with the tooth portion 21c in the lower timing belt 21, so that the first The conversion gear 22 rotates, and the rotation of the first conversion gear 22 is transmitted to the second conversion gear 23 that meshes with the first conversion gear 22. Thereby, the transmission shaft 46 integrally provided on the same axis of the second conversion gear 23 also rotates. Therefore, if the electromagnetic clutch 47 is switched to the connection mode or the disconnection mode, the cleaning roller 4 can be rotated or stopped.

このように、本実施形態に係る三次元造形機1によれば、キャリッジ機構Mcに造形テーブル2に射出された造形用材料Rをクリーニングするクリーニングローラ4を設けるとともに、Y方向移動機構MyのY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部5及び回転移動量をクリーニングローラ4に伝達して当該クリーニングローラ4を回転させる移動量伝達部6を有するクリーニングローラ駆動機構Mrを設けたため、クリーニングローラ4を回転させる独立した駆動系が不要となり、駆動系の大幅なコストダウンを図れるとともに、当該駆動系全体の小型コンパクト化(占有スペースの縮小)を図れる。したがって、机等の上に載置できる卓上型の三次元造形機1を容易に実現することができる。   As described above, according to the three-dimensional modeling machine 1 according to this embodiment, the cleaning roller 4 for cleaning the modeling material R injected to the modeling table 2 is provided in the carriage mechanism Mc, and the Y-direction moving mechanism My of the Y direction moves. Since the cleaning roller drive mechanism Mr having the movement amount conversion unit 5 that converts the direction movement amount into the rotation movement amount and the movement amount transmission unit 6 that transmits the rotation movement amount to the cleaning roller 4 and rotates the cleaning roller 4 is provided. An independent drive system for rotating the cleaning roller 4 is not required, and the cost of the drive system can be greatly reduced, and the entire drive system can be reduced in size and size (occupied space can be reduced). Therefore, the desktop three-dimensional modeling machine 1 that can be placed on a desk or the like can be easily realized.

Z方向移動機構Mzでは、Z方向回転駆動部52が回転動作すれば、この回転はボールねじ機構等を用いた運動変換部53により出力軸53eの昇降変位(Z方向変位)に変換される。これにより、出力軸53eに支持される造形テーブル2も昇降変位(Z方向変位)する。この際、Z方向回転駆動部52の回転方向を制御することにより、造形テーブル2をZ方向の正逆方向に移動させることができる。これにより、造形テーブル2の昇降変位は、この上方に位置する射出ヘッド3のZ方向の相対変位となる。   In the Z-direction moving mechanism Mz, if the Z-direction rotation driving unit 52 rotates, this rotation is converted into a vertical displacement (Z-direction displacement) of the output shaft 53e by the motion conversion unit 53 using a ball screw mechanism or the like. Thereby, the modeling table 2 supported by the output shaft 53e is also moved up and down (displaced in the Z direction). At this time, the modeling table 2 can be moved in the forward and reverse directions of the Z direction by controlling the rotation direction of the Z direction rotation driving unit 52. Thereby, the raising / lowering displacement of the modeling table 2 becomes a relative displacement in the Z direction of the injection head 3 located above.

次に、実際の造形動作について説明する。まず、コンピュータ80には、造形を行う三次元造形物Aに対する造形用データが設定されるため、この造形用データに基づいて造形処理が行われる。図3は、造形時の動作(作用)を示している。造形原理は、インクジェットプリンタと同じ原理により造形テーブル2(造形物基台55)上に薄い造形層が順次プリントされることにより積層されていく。即ち、射出ヘッド3をX方向及びY方向に制御することにより、Z方向における第一層目における造形用データに対応した造形材Raを射出する。また、造形材Raが射出される三次元造形物Aに対応する部分以外の部分にはサポート材Rsが射出される。第一層目の厚さは0.1〔mm〕程度となり、造形材Raとサポート材Rsにより第一層目の層面が全て埋められることになる。   Next, an actual modeling operation will be described. First, since modeling data for the three-dimensional model A to be modeled is set in the computer 80, modeling processing is performed based on the modeling data. FIG. 3 shows the operation (action) during modeling. The modeling principle is laminated by sequentially printing a thin modeling layer on the modeling table 2 (modeled object base 55) according to the same principle as an ink jet printer. That is, by controlling the injection head 3 in the X direction and the Y direction, the modeling material Ra corresponding to the modeling data in the first layer in the Z direction is injected. Further, the support material Rs is injected into a portion other than the portion corresponding to the three-dimensional structure A from which the modeling material Ra is injected. The thickness of the first layer is about 0.1 [mm], and the layer surface of the first layer is entirely filled with the modeling material Ra and the support material Rs.

さらに、紫外線ランプによる紫外線の照射により第一層目が硬化するとともに、完全に硬化する前に、クリーニングローラ4により上面が平坦面となるように整えられる(クリーニングされる)。この後、造形テーブル2を第二層目に対応する変位量だけZ方向へ下降させる。そして、同様の手順により第二層目の造形処理を行うとともに、第三層目から第n層目(最終層)まで同様の手順により順次造形処理を行う。最終層まで造形処理が終了したなら、造形体を薬液に漬けるなどによりサポート材Rsを除去すれば、目的の三次元造形物Aを得ることができる。   Further, the first layer is cured by the irradiation of ultraviolet rays from the ultraviolet lamp, and before being completely cured, the cleaning roller 4 prepares (cleans) the upper surface to be a flat surface. Thereafter, the modeling table 2 is lowered in the Z direction by a displacement corresponding to the second layer. Then, the modeling process of the second layer is performed by the same procedure, and the modeling process is sequentially performed by the same procedure from the third layer to the n-th layer (final layer). When the modeling process is completed up to the final layer, the target three-dimensional model A can be obtained by removing the support material Rs by, for example, immersing the modeled body in a chemical solution.

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。   Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and departs from the gist of the present invention in the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like. It can be changed, added, or deleted as long as it is not.

例えば、キャリッジ機構Mcは、射出ヘッド3とクリーニングローラ4を一体に備える場合を示したが、必ずしも一体であることを要せず、例えば、別体に構成した第一キャリッジ機構と第二キャリッジ機構を設け、第一キャリッジ機構に射出ヘッド3を配し、第二キャリッジ機構にクリーニングローラ4を配する構成であってもよい。また、Z方向移動機構Mzは、射出ヘッド3に対して造形テーブル2をZ方向に移動させる場合を示したが、射出ヘッド3側をZ方向に移動させる構成であってもよい。一方、X方向移動機構Mxは、タイミングベルト16により移動させる場合を示したが、ボールねじ機構等の他の移動機構により移動させてもよい。この場合、第二伝達ギア18の回転はボールねじ機構等の回転入力部に伝達すればよい。さらに、Y方向移動機構Myも、タイミングベルト21により移動させる場合を示したが、ボールねじ機構等の他の移動機構により移動させてもよい。この場合、第一変換ギア22が噛合する別途のラックを配設すれば同様に実施できる。他方、第一伝達ギア15,第二伝達ギア18,第一変換ギア22及び第二変換ギア23を用いた構成を例示したが、これらのギアの数量や大きさなどは任意に選定できる。また、ロータリエンコーダ36,39は、射出ヘッド3又はキャリッジフレーム31の位置を直接検出するリニアエンコーダ(リニアスケール)であってもよい。なお、本発明に係る三次元造形機1は、小型コンパクト化を図れるため、特に、卓上型に構成して最適であるが、フロア設置型など各種タイプの三次元造形機にも同様に利用できる。   For example, although the carriage mechanism Mc is shown integrally with the ejection head 3 and the cleaning roller 4, it is not necessarily required to be integrated. For example, the first carriage mechanism and the second carriage mechanism configured separately are provided. The ejection head 3 may be disposed on the first carriage mechanism, and the cleaning roller 4 may be disposed on the second carriage mechanism. Moreover, although the Z direction moving mechanism Mz showed the case where the modeling table 2 was moved to a Z direction with respect to the injection head 3, the structure which moves the injection head 3 side to a Z direction may be sufficient. On the other hand, the X-direction moving mechanism Mx has been shown to be moved by the timing belt 16, but may be moved by another moving mechanism such as a ball screw mechanism. In this case, the rotation of the second transmission gear 18 may be transmitted to a rotation input unit such as a ball screw mechanism. Further, the Y-direction moving mechanism My is also moved by the timing belt 21, but may be moved by another moving mechanism such as a ball screw mechanism. In this case, the same operation can be performed by arranging a separate rack with which the first conversion gear 22 is engaged. On the other hand, although the configuration using the first transmission gear 15, the second transmission gear 18, the first conversion gear 22, and the second conversion gear 23 has been illustrated, the number and size of these gears can be arbitrarily selected. The rotary encoders 36 and 39 may be linear encoders (linear scales) that directly detect the position of the injection head 3 or the carriage frame 31. Note that the 3D modeling machine 1 according to the present invention can be downsized and compact, and is particularly optimally configured as a desktop type, but can also be used for various types of 3D modeling machines such as a floor-mounted type. .

本発明の最良の実施形態に係る三次元造形機の要部構成を示す斜視図、The perspective view which shows the principal part structure of the three-dimensional modeling machine which concerns on the best embodiment of this invention, 同三次元造形機の要部構成におけるクリーニングローラ駆動機構を明示する斜視図、A perspective view clearly showing the cleaning roller drive mechanism in the main part configuration of the 3D modeling machine, 同三次元造形機の動作(作用)説明図、Operation (action) explanatory diagram of the 3D modeling machine, 同三次元造形機のX方向移動機構における第一伝達ギア及び第二伝達ギアを明示する構成図、The block diagram which specifies the 1st transmission gear and the 2nd transmission gear in the X direction movement mechanism of the 3D modeling machine, 同三次元造形機のクリーニングローラ駆動機構における第一変換ギア及び第二変換ギアを明示する構成図、The block diagram which specifies the 1st conversion gear and the 2nd conversion gear in the cleaning roller drive mechanism of the 3D modeling machine, 同三次元造形機の要部の制御系を含む模式的平面構成図、A schematic plane configuration diagram including the control system of the main part of the 3D modeling machine, 同三次元造形機の外観図を含むシステム構成図、System configuration diagram including external view of the 3D modeling machine,

符号の説明Explanation of symbols

1:三次元造形機,2:造形テーブル,3:射出ヘッド,4:クリーニングローラ,5:移動量変換部,6:移動量伝達部,11:X方向駆動部,12:伝達部,13:X方向回転駆動部,14:シャフト,14c:周方向規制部,15:第一伝達ギア,16:タイミングベルト,17:プーリ,18:第二伝達ギア,19:プーリ,20:プーリ,21:タイミングベルト,21c:タイミングベルトの歯部,22:第一変換ギア,23:第二変換ギア,R:造形用材料,Ra:造形材,Rs:サポート材,Mc:キャリッジ機構,Mx:X方向移動機構,My:Y方向移動機構,Mz:Z方向移動機構,Mr:クリーニングローラ駆動機構,A:三次元造形物   1: three-dimensional modeling machine, 2: modeling table, 3: injection head, 4: cleaning roller, 5: movement amount conversion unit, 6: movement amount transmission unit, 11: X direction driving unit, 12: transmission unit, 13: X direction rotation drive unit, 14: shaft, 14c: circumferential direction regulating unit, 15: first transmission gear, 16: timing belt, 17: pulley, 18: second transmission gear, 19: pulley, 20: pulley, 21: Timing belt, 21c: tooth portion of timing belt, 22: first conversion gear, 23: second conversion gear, R: modeling material, Ra: modeling material, Rs: support material, Mc: carriage mechanism, Mx: X direction Moving mechanism, My: Y direction moving mechanism, Mz: Z direction moving mechanism, Mr: Cleaning roller driving mechanism, A: Three-dimensional structure

Claims (5)

造形用材料を造形テーブルに射出する射出ヘッドを有するキャリッジ機構と、前記造形テーブルに対して前記射出ヘッドをX方向に相対移動させるX方向移動機構と、前記造形テーブルに対して前記射出ヘッドをY方向に相対移動させるY方向移動機構と、前記射出ヘッドに対して前記造形テーブルをZ方向に相対移動させるZ方向移動機構とを備えてなる三次元造形機であって、前記キャリッジ機構に前記造形テーブルに射出された前記造形用材料をクリーニングするクリーニングローラを設けるとともに、前記Y方向移動機構のY方向移動量を回転移動量に変換する移動量変換部及び前記回転移動量を前記クリーニングローラに伝達して当該クリーニングローラを回転させる移動量伝達部を有するクリーニングローラ駆動機構を設けたことを特徴とする三次元造形機。   A carriage mechanism having an injection head for injecting a modeling material onto a modeling table, an X-direction moving mechanism for relatively moving the injection head in the X direction with respect to the modeling table, and the Y injection head with respect to the modeling table A three-dimensional modeling machine comprising: a Y-direction moving mechanism that relatively moves in a direction; and a Z-direction movement mechanism that moves the modeling table in the Z direction relative to the injection head, wherein the modeling mechanism is mounted on the carriage mechanism. A cleaning roller for cleaning the modeling material injected on the table is provided, a movement amount conversion unit for converting the Y-direction movement amount of the Y-direction movement mechanism into a rotation movement amount, and the rotation movement amount are transmitted to the cleaning roller. A cleaning roller driving mechanism having a movement amount transmitting portion for rotating the cleaning roller. Three-dimensional modeling machine and said. 前記造形用材料には、三次元造形物を造形する造形材及び三次元造形物以外の空間を埋めるサポート材を含むことを特徴とする請求項1記載の三次元造形機。   The three-dimensional modeling machine according to claim 1, wherein the modeling material includes a modeling material for modeling the three-dimensional modeling object and a support material for filling a space other than the three-dimensional modeling object. 前記X方向移動機構は、前記キャリッジ機構に対して別体に設けたX方向駆動部及びこのX方向駆動部の移動量を前記キャリッジ機構の射出ヘッドに伝達するX方向伝達部を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の三次元造形機。   The X-direction moving mechanism includes an X-direction drive unit provided separately from the carriage mechanism, and an X-direction transmission unit that transmits the movement amount of the X-direction drive unit to the ejection head of the carriage mechanism. The three-dimensional modeling machine according to claim 1 or 2. 前記X方向駆動部は、X方向回転駆動部と、このX方向回転駆動部により回転し、かつ周方向規制部を有するY方向に沿ったガイドシャフトを備えるとともに、前記X方向伝達部は、前記ガイドシャフトが挿通し、かつ軸方向(Y方向)にスライド自在かつ前記周方向規制部により周方向に規制される第一伝達ギアと、この第一伝達ギアの回転を前記射出ヘッドを支持するタイミングベルトを架け渡した一方のプーリに伝達する第二伝達ギアを備えることを特徴とする請求項3記載の三次元造形機。   The X-direction drive unit includes an X-direction rotation drive unit and a guide shaft that is rotated by the X-direction rotation drive unit and has a circumferential direction restricting unit along the Y direction. A first transmission gear that is inserted through the guide shaft, is slidable in the axial direction (Y direction), and is regulated in the circumferential direction by the circumferential direction restricting portion, and a timing at which the rotation of the first transmission gear is supported by the injection head The three-dimensional modeling machine according to claim 3, further comprising a second transmission gear that transmits to one pulley across the belt. 前記移動量変換部は、前記キャリッジ機構をY方向に移動させる一対のプーリ間に架け渡したタイミングベルトの歯部に噛合する変換ギア(第一変換ギア)を備えるとともに、前記移動量伝達部は、前記第一変換ギアに噛合して回転方向を変換する第二変換ギアを備えることを特徴とする請求項1記載の三次元造形機。   The movement amount conversion unit includes a conversion gear (first conversion gear) that meshes with a tooth portion of a timing belt spanned between a pair of pulleys that move the carriage mechanism in the Y direction, and the movement amount transmission unit includes: The three-dimensional modeling machine according to claim 1, further comprising a second conversion gear that meshes with the first conversion gear and converts a rotation direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015202689A (en) * 2014-04-16 2015-11-16 株式会社ミマキエンジニアリング Method and apparatus for production of three-dimensional molded object
KR20150134186A (en) * 2014-05-21 2015-12-01 이동엽 Belt holder for 3d printer
WO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 株式会社ミマキエンジニアリング Forming device and forming method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107621A (en) * 2015-03-04 2016-09-19 엘지전자 주식회사 3D printer
KR101802087B1 (en) * 2016-09-09 2017-11-27 임흥기 3d printer for providing plurality of nozzles and method of operating thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1034752A (en) * 1996-07-22 1998-02-10 Roland D G Kk Three-dimensional molding method and apparatus used therefor
JP2000280356A (en) * 1999-03-29 2000-10-10 Minolta Co Ltd Apparatus and method for three-dimensional shaping
JP2001058357A (en) * 1999-02-25 2001-03-06 Three D Syst Inc Method and apparatus related to control system in selective laminate molding system and product
JP2001334581A (en) * 2000-05-24 2001-12-04 Minolta Co Ltd Three-dimensional molding apparatus
JP2001334580A (en) * 2000-05-24 2001-12-04 Minolta Co Ltd Apparatus and method for three-dimensional molding
JP2005297325A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Sony Corp Three-dimensionally shaping method and three-dimensionally shaped article
JP2009508723A (en) * 2005-09-20 2009-03-05 ピーティーエス ソフトウェア ビーブイ Apparatus for constructing three-dimensional article and method for constructing three-dimensional article

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1034752A (en) * 1996-07-22 1998-02-10 Roland D G Kk Three-dimensional molding method and apparatus used therefor
JP2001058357A (en) * 1999-02-25 2001-03-06 Three D Syst Inc Method and apparatus related to control system in selective laminate molding system and product
JP2000280356A (en) * 1999-03-29 2000-10-10 Minolta Co Ltd Apparatus and method for three-dimensional shaping
JP2001334581A (en) * 2000-05-24 2001-12-04 Minolta Co Ltd Three-dimensional molding apparatus
JP2001334580A (en) * 2000-05-24 2001-12-04 Minolta Co Ltd Apparatus and method for three-dimensional molding
JP2005297325A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Sony Corp Three-dimensionally shaping method and three-dimensionally shaped article
JP2009508723A (en) * 2005-09-20 2009-03-05 ピーティーエス ソフトウェア ビーブイ Apparatus for constructing three-dimensional article and method for constructing three-dimensional article

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015202689A (en) * 2014-04-16 2015-11-16 株式会社ミマキエンジニアリング Method and apparatus for production of three-dimensional molded object
KR20150134186A (en) * 2014-05-21 2015-12-01 이동엽 Belt holder for 3d printer
KR101629871B1 (en) * 2014-05-21 2016-06-21 이동엽 Belt holder for 3d printer
WO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 株式会社ミマキエンジニアリング Forming device and forming method
JPWO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-12-14 株式会社ミマキエンジニアリング Modeling apparatus and modeling method

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