JP2017019226A - 三次元造形物の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下層(L1a)上に、上層(L1b)を、各ノズル(6)による液滴の着弾位置を下層形成時とは異ならせて形成し、下層形成時における異常ノズル(A)による液滴の着弾位置に対し、上層形成時に回復ノズル(E)による液滴を着弾させ、回復ノズル(E)の吐出量を、当該異常ノズルの吐出量に応じて調整する。
【選択図】図3
Description
置決めするステップと、前記三次元的モデル化が完成するまで、前記再位置決めと分配のステップを繰り返すステップと、を備える、方法が記載されている。
〔本発明に係る三次元造形物の製造方法の一実施形態〕
本発明に係る三次元造形物の製造方法の一実施形態について説明する。図1は、本発明に係る三次元造形物の製造方法の一実施形態である印刷装置(三次元造形物の製造装置)100を用いた三次元造形物Mを製造する手順について模式的に示す図である。図2は本発明に係る三次元造形物の製造方法の一実施形態で用いる印刷装置100におけるヘッド1の概略構成を模式的に示す図である。なお、図1は、支持台10の表面に垂直な面で切った、三次元造形物Mの断面図でもある。
ヘッド1は、インク(液滴)を吐出するためのインクジェットヘッドである。ヘッド1がX方向に往復移動しながら、支持台10等の上を走査する。走査しながらインクを吐出することで、支持台10又は前回製造した単位層の上にインクを吐出して単位層を形成する。
ノズル6は、インクを吐出するものである。図2に示すように、ヘッド1は、副走査方向(Y方向)に沿って整列した一つ以上のノズル6からなるノズル列6−1、6−2・・・を有している。また、全てのノズル6は、いずれかのノズル列に含まれる。換言すれば、ノズル6はノズル列ごとにグループ(集団)分けされている。なお、副走査方向は、主走査方向(X方向)に直交する方向である。
UV−LEDランプ2は、ヘッド1から吐出された紫外線硬化型インクに紫外線を照射する器具である。
平坦化部7は、ヘッド1から吐出された紫外線硬化型インクによって形成された層に対して加圧し、余剰部分を除去することによって当該層を平坦化するものである。これにより、各層の厚さを均一にすることができ、各層を精度よく積層することができる。従って、3次元造形物に歪を生じることを防止することができる。
メンテナンス機構20は、ノズル検査部3及びクリーニング部5を備えている。メンテナンス機構20はヘッド1を格納できるようになっている。また、格納しているヘッド1をノズル検査部3で検査したり、クリーニング部5でクリーニングしたりする。メンテナンス機構20は、ヘッド1の走査する範囲から離れた、ヘッド1の移動方向の端に設けられている。
ノズル検査部3は、ノズル6を検査するためのものである。
ノズル検査制御部4は、ノズル検査部3による検査を制御するためのものである。具体的には、検査対象のノズル6から吐出されるインクを使用する単位層を形成する前であり、当該単位層の直下にある単位層を形成した後に、当該ノズル6の検査を行うように制御する。ノズル6を使用する直前により近いときに検査することで、使用頻度が低いノズル6の吐出不良をより効果的に見つけることができる。
クリーニング部5は、ノズル6をクリーニングするためのものである。ヘッド1のノズル6が形成された面をワイピングするワイパー、洗浄液を貯めてヘッドを浸漬させるための洗浄装置等で構成されている。
位置制御部30は、ヘッド1が移動した場合にも、ノズル検査部3とヘッド1のインクの吐出面との距離の差が、予め定められた長さ内とするように制御するものである。
支持台10は、形成される三次元造形物を支持する台である。
吐出制御部40は、各ノズル6からのインク(液滴)の吐出量および吐出タイミングを制御する。なお、吐出タイミングを制御することにより、各ノズル6からのインク(液滴)の吐出位置も制御することができる。
次に、三次元造形物Mの製造方法について説明する。
ノズル検査制御部4、位置制御部30および吐出制御部40の制御ブロックは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
以上のように、本発明に係る三次元造形物の製造方法の一実施形態は、ヘッド1が備える複数のノズル6の各々の吐出状態を検出し、正常ノズルまたは異常ノズルであることを判定するノズルチェック工程と、複数のノズル6から液滴を吐出することによって下層L1a、・・・、Lna(nは整数)を形成する下層形成工程と、下層L1a、・・・、Lna(nは整数)上に、上層L1b、・・・、Lnb(nは整数)を、各ノズル6による液滴の着弾位置を下層形成工程とは異ならせて形成する上層形成工程とを含み、下層形成工程における異常ノズルAによる液滴Dの着弾位置に対し、上層形成工程において、正常ノズルである回復ノズルEによる液滴Fが着弾するように当該回復ノズルEによって液滴を吐出し、当該回復ノズルEの吐出量を、該ノズルチェック工程において検出した当該異常ノズルAの吐出状態に応じて調整する。
2 UV−LEDランプ
3 ノズル検査部
4 ノズル検査制御部
5 クリーニング部
6 ノズル
6−1、6−2 ノズル列
7 平坦化部
10 支持台
20 メンテナンス機構
30 位置制御部
40 吐出制御部
100 印刷装置(三次元造形物の製造装置)
A 異常ノズル
C、D、F 液滴
E 回復ノズル
L1、・・・、Ln(nは整数) 単位層
L1a、・・・、Lna(nは整数) 下層
L1b、・・・、Lnb(nは整数) 下層
Lnc(nは整数) 仕上げ層
M 三次元造形物
Claims (10)
- ヘッドが備える複数のノズルの各々の吐出状態を検出し、正常ノズルまたは異常ノズルであることを判定するノズルチェック工程と、
該複数のノズルから液滴を吐出することによって下層を形成する下層形成工程と、
該下層上に、上層を、各ノズルによる液滴の着弾位置を該下層形成工程とは異ならせて形成する上層形成工程とを含み、
該下層形成工程における異常ノズルによる液滴の着弾位置に対し、該上層形成工程において、正常ノズルである回復ノズルによる液滴が着弾するように、当該回復ノズルによって液滴を吐出し、当該回復ノズルの吐出量を、該ノズルチェック工程において検出した当該異常ノズルの吐出状態に応じて調整することを特徴とする三次元造形物の製造方法。 - 上記ノズルチェック工程において検出した上記異常ノズルの吐出状態が、上記ノズルチェック工程において検出した正常ノズルの吐出状態よりも吐出量が少ない状態である場合、上記回復ノズルの吐出量を、上記回復ノズル以外の正常ノズルの吐出量よりも多くなるように調整し、
上記ノズルチェック工程において検出した上記異常ノズルの吐出状態が、上記ノズルチェック工程において検出した正常ノズルの吐出状態よりも吐出量が多い状態である場合、上記回復ノズルの吐出量を、上記回復ノズル以外の正常ノズルの吐出量よりも少なくなるように調整することを特徴とする請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。 - 上記ノズルチェック工程において検出した上記異常ノズルの吐出状態が、上記ノズルチェック工程において検出した正常ノズルの吐出状態よりも吐出量が少ない状態である場合、上記回復ノズルの吐出量を、上記上層形成工程における上記回復ノズル以外の正常ノズルの吐出量の平均値を超え、当該平均値の2倍以下の値に調整することを特徴とする請求項2に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記上層形成工程では、上記複数のノズルからの液滴の吐出を開始するときの上記ヘッドの位置である作画原点を、上記下層形成工程とは異ならせることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記上層形成工程では、上記作画原点を、上記下層形成工程における上記作画原点から、ランダムに移動させることを特徴とする請求項4に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記上層形成工程では、上記下層上に、上記上層を形成し、
上記上層形成工程の後に、上記上層から余剰部分を除去して上記上層を平坦化する平坦化工程と、
該平坦化工程の後に、上記下層および上記上層を硬化させる硬化工程とを含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の三次元造形物の製造方法。 - 上記下層形成工程、上記上層形成工程、上記平坦化工程および上記硬化工程を複数回実行し、
最後に実行する上記上層形成工程の後、上記平坦化工程の前に、上記上層上に、上記上層と同一の構成を有する仕上げ層を形成する仕上げ層形成工程を含み、
最後に実行する上記平坦化工程では、該仕上げ層の上面から所定の厚さの余剰部分を除去することを特徴とする請求項6に記載の三次元造形物の製造方法。 - 最後に実行する上記硬化工程では、その他の上記硬化工程よりも硬化時間を長くすることを特徴とする請求項7に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記ヘッドは、主走査方向に吐出対象領域に対して相対的に移動しつつ、上記複数のノズルから液滴を吐出するようになっており、
上記ヘッドには、該主走査方向に交差する副走査方向に沿って複数の上記ノズルが配置されてなるノズル列が、複数設けられていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の三次元造形物の製造方法。 - 複数のノズルを備えるヘッドと、
該複数のノズルの各々の吐出状態を検出し、異常ノズルまたは正常ノズルであることを判定するノズルチェック部と、
該複数のノズルから液滴を吐出させて下層を形成すると共に、該下層上に、上層を、各ノズルによる液滴の着弾位置を該下層を形成するときとは異ならせて形成する吐出制御部とを備え、
該吐出制御部は、該下層を形成するときの異常ノズルによる液滴の着弾位置に対し、該上層を形成するときには、正常ノズルである回復ノズルからの液滴が着弾するように、当該回復ノズルから液滴を吐出し、当該回復ノズルの吐出量を、該ノズルチェック部が検出した当該異常ノズルの吐出状態に応じて調整することを特徴とする三次元造形物の製造装置。
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