JP2017209841A - 樹脂貯留装置及び造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】槽の底である透光性シートが伸びるように変形しても、その透光性シートの撓みを抑制する。【解決手段】樹脂貯留装置４０は、枠状に設けられた堰止枠６２と、堰止枠６２の開口を閉塞するように堰止枠６２に設けられ、可撓性を有する透光性シート６３と、透光性を有する支持台４２と、支持台４２に凸設され、堰止枠６２によって囲繞され、透光性シート６３によって被覆され、透光性を有する凸状ステージ４４と、透光性シート６３と凸状ステージ４４との接触面に沿う方向の張力を透光性シート６３に付与するとともに、透光性シート６３を張った状態に弾性的に維持するテンション維持機構５０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、光が照射される光硬化性樹脂が貯留される樹脂貯留装置に関するとともに、その樹脂貯留装置を備える造形装置に関する。

特許文献１には、槽の透明な底が台の開口をその上から閉塞するように台上に載置された状態で、その槽に貯留された光硬化性樹脂に対して槽の下方から開口を通じて光を照射することによって光硬化性樹脂を硬化させつつ、硬化樹脂を段階的に上昇させ、これにより硬化樹脂の積層体たる造形物を製造する造形装置が開示されている。硬化樹脂の上昇の際には、硬化樹脂の下面が槽の底から剥離する。

特開２０１５−３３８２５号公報

ところで、硬化樹脂が槽の底から剥離しやすくするために、槽の底の材料を選定する必要がある。選定された材料の弾性率が低い場合や槽の底が薄い場合、槽の底が可撓性を有する。硬化樹脂を槽の底から剥離する際に槽の底が上方に引っ張られて撓み、硬化樹脂の剥離後に槽の底の撓みが解消される。槽の底の撓み及びその解消が繰り返されると、槽の底が疲労によって伸びてしまう。また、光硬化性樹脂の重み等によって槽の底に張力が作用し、その張力によるクリープ現象によって槽の底が伸びてしまう。槽の底が伸びてしまうと、槽の底が撓んだ状態となる。そのため、槽の中の光硬化性樹脂の硬化不良や形状不良等が生じてしまう。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、槽の底である透光性シートが伸びるように変形しても、その透光性シートの撓みを抑制することである。

上記課題を解決するための主たる発明は、枠状に設けられた堰止枠と、前記堰止枠の開口を閉塞するように前記堰止枠に設けられ、可撓性を有する透光性シートと、を備え、前記堰止枠の内側の前記透光性シート上に光硬化性樹脂が貯留される樹脂貯留装置であって、透光性を有する支持台と、前記支持台に凸設され、前記堰止枠によって囲繞され、前記透光性シートによって被覆され、透光性を有する凸状ステージと、前記透光性シートと前記凸状ステージとの接触面に沿う方向の張力を前記透光性シートに付与するとともに、前記透光性シートを張った状態に弾性的に維持するテンション維持機構と、を備える樹脂貯留装置である。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、透光性シートが伸びるように変形しても、その透光性シートの撓みを抑えることができる。

図１は、造形装置の鉛直断面図である。 図２は、第１実施形態に係る樹脂貯留装置の平面図である。 図３は、図２に示すIII−IIIに沿った面を矢印方向に見た断面図である。 図４は、第２実施形態に係る樹脂貯留装置の平面図である。 図５は、図４に示すV−Vに沿った面を矢印方向に見た断面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

枠状に設けられた堰止枠と、前記堰止枠の開口を閉塞するように前記堰止枠に設けられ、可撓性を有する透光性シートと、を備え、前記堰止枠の内側の前記透光性シート上に光硬化性樹脂が貯留される樹脂貯留装置であって、透光性を有する支持台と、前記支持台に凸設され、前記堰止枠によって囲繞され、前記透光性シートによって被覆され、透光性を有する凸状ステージと、前記透光性シートと前記凸状ステージとの接触面に沿う方向の張力を前記透光性シートに付与するとともに、前記透光性シートを張った状態に弾性的に維持するテンション維持機構と、を備える樹脂貯留装置が明らかとなる。

また、前記樹脂貯留装置と、前記凸状ステージの上方に配されたホルダと、前記ホルダを前記光硬化性樹脂に浸漬した状態から上昇させる引揚装置と、前記支持台の下方から前記ホルダと前記透光性シートとの間の前記光硬化性樹脂に光を照射することによって、前記光硬化性樹脂に画像を投影する投影装置と、を備える造形装置が明らかとなる。

以上によれば、透光性シートの張った状態が弾性的に維持されるので、透光性シートが伸びるように変形しても、透光性シートの撓みを抑えることができる。そのため、光が投影装置によって支持台、凸状ステージ及び透光性シートを介して光硬化性樹脂に照射される際、光硬化性樹脂の硬化不良や形状不良を抑えることができる。

前記テンション維持機構が、前記支持台上において前記凸状ステージに対して接離するよう変位可能に設けられた押圧子と、前記押圧子と前記凸状ステージとの間に設けられた弾性材と、を有し、前記透光性シートが前記凸状ステージとともに前記押圧子及び前記弾性材を被覆して前記凸状ステージ及び前記押圧子に押し付けられ、前記押圧子が前記弾性材の弾性力によって前記凸状ステージから離間するように付勢され、前記透光性シートが前記押圧子により押し広げられて張られた状態にあることが望ましい。
これにより、押圧子が弾性材の弾性力によって付勢された上で、押圧子が凸状ステージに対して接離するように変位可能であるので、透光性シートの張った状態が弾性的に維持される。つまり、透光性シートが徐々に伸びるように変形したものとしても、透光性シートの伸びに伴い押圧子が弾性材の弾性力により凸状ステージから徐々に離間するよう変位するので、透光性シートが張った状態に保たれる。そのため、透光性シートの撓みを抑えられる。

前記堰止枠が前記支持台に突き当てられた状態で保持されていることが望ましい。
これにより、透光性シートの張力や弾性材の弾性力が安定し、透光性シートが撓まずに凸状ステージに張り付けられた状態が維持される。

前記樹脂貯留装置が、前記支持台のうち前記押圧子の変位軌道に設けられた目盛りを更に備えることが望ましい。
これにより、押圧子の変位量・位置を目盛りにより測定することができ、押圧子の変位量・位置から透光性シートの劣化度合いを推定することができる。

前記テンション維持機構が、前記堰止枠を前記支持台に近づく方向に弾性力によって付勢する弾性材を有し、前記堰止枠が前記弾性材により付勢されることによって前記透光性シートが前記押圧子に押し付けられて張られた状態にあり、前記堰止枠が前記支持台から離間した状態にあることが望ましい。
これにより、堰止枠が支持台から離間しているので堰止枠が支持台に対して接離するように変位可能な上、堰止枠が弾性材の弾性力によって付勢されているので、透光性シートの張った状態が弾性的に維持される。つまり、透光性シートが徐々に伸びるように変形したものとしても、透光性シートの伸びに伴い堰止枠が弾性材の弾性力により支持台に近づくように変位するので、透光性シートが張った状態に保たれる。そのため、透光性シートの撓みを抑えられる。

前記樹脂貯留装置が、前記堰止枠に設けられた第一接触端子と、前記第一接触端子から離間した状態で前記第一接触端子に対向するよう前記支持台に設けられた第二接触端子と、を更に備え、前記第一接触端子と前記第二接触端子によってスイッチが構成されていることが望ましい。
これにより、堰止枠が支持台に当たるまで変位すると、第一接触端子と第二接触端子が互いに接触するので、スイッチが切り替わる。これにより、堰止枠がそれ以上変位し得ないことを検出することができる。

前記樹脂貯留装置が、前記凸状ステージ及び前記堰止枠を取り囲むように前記支持台上に設けられた囲い枠を更に備え、前記囲い枠の内側の前記支持台上に透光性液体が貯留され、前記凸状ステージが前記透光性液体に浸漬され、前記透光性液体が前記堰止枠によって堰き止められた状態で前記堰止枠の下部及び前記透光性シートが前記透光性液体に浸かっていることが望ましい。
これにより、透光性液体が透光性シートと凸状ステージとの間の微小なすき間に浸透し、透光性シートと凸状ステージとの間の微小なすき間の脱泡が実現される。そのため、光が投影装置によって支持台、凸状ステージ及び透光性シートを介して光硬化性樹脂に照射される際、透過光の乱反射や表面反射等を抑えることができ、透過光の透過率が向上する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜造形装置について＞
図１は造形装置１の断面図である。
図１に示すように、造形装置１は、筐体１０、脚部１２、台座部１３、ホルダ２４、引揚装置２０、投影装置３０及び樹脂貯留装置４０等を備える。造形装置１は、いわゆる３Ｄプリンタである。つまり、造形装置１は、ホルダ２４の下に二次元的なスライス造形物を順次生成して積層することによって、これらスライス造形物の積層体である三次元的な造形物を造形する装置である。

＜筐体、脚部及び台座部について＞
筐体１０は中空を有した箱状に形成されている。筐体１０の底板１１には、少なくとも３体の脚部１２が設けられている。脚部１２の高さが調整可能であり、脚部１２の高さを個別に調整することによって直交三軸回りの筐体１０の傾斜角を調整することができる。

筐体１０の上面には板状の台座部１３が設けられており、その台座部１３には開口１４が台座部１３を上下に貫通するように形成されている。なお、開口１４が開放されていてもよいし、投影装置３０の照射光に対して透過性を有する透明板によって開口１４が閉塞されてもよい。

＜投影装置について＞
筐体１０内の底板１１上には投影装置３０が設けられている。この投影装置３０は、光（例えば紫外線）の明暗の分布によって表される画像（例えば、モノクロ画像又は二値画像）を開口１４に向けて投影するものである。この投影装置３０は、光（例えば紫外線）を発する光源（例えば、レーザーダイオード又は発光ダイオード）と、二次元画像を表示する表示素子（液晶表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス）と、光源によって発せられた光を表示素子に照射する照射光学系と、表示素子に照射された光の透過光又は反射光を開口１４に向けて照射することによって表示素子に表示された二次元画像を投影・結像する投影光学系と、を有する。ここで、光学系とは、レンズ単体、レンズの組合せ、或いは、反射鏡とレンズの組合せ等をいう。投影装置３０による投影像面（投影光学系の合焦面）は、台座部１３の上面の上方に設定されている。

造形装置１による造形動作の際、画像データがコンピュータ等から投影装置３０に順次転送される。投影装置３０は、画像データを入力する度に、その画像データに基づく画像を投影する。

＜ホルダ及びその引揚装置について＞
ホルダ２４は引揚装置２０によって昇降される。引揚装置２０はガイド２１、昇降体２２、支持腕２３及び直動駆動機構等を有する。
ガイド２１は、上下方向に延在するように、台座部１３の開口１４の周辺に立設されている。ガイド２１には昇降体２２が取り付けられている。この昇降体２２はガイド２１によって上下方向に案内され、直動駆動機構によって上下方向に駆動される。直動駆動機構は、モーターと、そのモーターの動力を昇降体２２に伝動する伝動機構（例えばベルト伝動機構、チェーン伝動機構、ボールねじ伝動機構又はピニオンラック機構等）とを有する。

昇降体２２には、支持腕２３が取り付けられている。この支持腕２３は昇降体２２から開口１４の上方に延出する。支持腕２３の先端部には、三次元造形物を保持するホルダ２４が垂下するように取り付けられている。このホルダ２４は開口１４の上方にある。

造形装置１による造形処理の際、ホルダ２４は引揚装置２０によって一定距離だけ間欠的に上昇される。

＜樹脂貯留装置について＞
図２及び図３を参照して、樹脂貯留装置４０について詳細に説明する。図２は樹脂貯留装置４０の平面図であり、図３はIII−III断面図である。
樹脂貯留装置４０は、台座部１３上に設けられている。樹脂貯留装置４０は液槽４１、テンション維持機構５０及び樹脂槽６１を備える。

液槽４１は支持台４２、囲い枠４３及び凸状ステージ４４を有する。支持台４２が矩形板状に形成されている。この支持台４２は台座部１３上に載置されて、台座部１３の開口１４を上から閉塞する。囲い枠４３は、４つの側板を有して矩形枠状に設けられているとともに、支持台４２の上面の周縁部に立設されている。支持台４２と囲い枠４３は、一体成形、接合、接着、組み付け或いはアセンブリー等により一体化された状態にある。

凸状ステージ４４は、支持台４２の上面のうち、台座部１３の開口１４に重なる位置に凸設されている。凸状ステージ４４の上面は平坦に形成されている。凸状ステージ４４は、投影装置３０の照射光を透過させる性質を有する。支持台４２は、少なくとも凸状ステージ４４及び開口１４に重なる部位が投影装置３０の照射光を透過させる性質を有する。凸状ステージ４４は支持台４２に対して当接、密接又は密着した状態にあるか、或いは、支持台４２に対して一体成形された状態にある。

液槽４１は台座部１３に対して着脱可能であり、第一留め具によって液槽４１が台座部１３にロックされる。第一留め具をロック解除して、台座部１３に対する液槽４１の拘束を解除することで、液槽４１を台座部１３から取り外すことができる。

液槽４１の底、つまり支持台４２には、押圧子５１〜５３及び圧縮ばね５４〜５６が以下のようにして取り付けられている。
押圧子５１〜５３は、支持台４２上の凸状ステージ４４の周囲に配置されている。具体的には、上から見て、押圧子５２，５３が並列され、凸状ステージ４４がこれら押圧子５２，５３の間に配置され、押圧子５１と凸状ステージ４４が押圧子５２，５３及び凸状ステージ４４の配列方向に対して直交する方向に配列されている。

押圧子５１〜５３は支持台４２の上面に沿って凸状ステージ４４に対して接離移動可能となって支持台４２上に設けられている。具体的には、上から見て、押圧子５１の移動方向と押圧子５２，５３の移動方向が直交する。押圧子５１と支持台４２との間には圧縮ばね５４が設けられており、押圧子５１が支持台４２に近接して圧縮ばね５４が自然長よりも圧縮された状態では、押圧子５１を支持台４２から離間する方向の弾性力が圧縮ばね５４によって押圧子５１に作用する。同様に、押圧子５２と支持台４２との間に圧縮ばね５５が設けられ、押圧子５３と支持台４２との間にも圧縮ばね５６が設けられている。

支持台４２のうち押圧子５１の変位の軌道には、目盛り５７が設けられている。目盛り５７は押圧子５１の変位方向に一定ピッチで配列された位置表示線からなり、押圧子５１の位置を目盛り５７によって読み取ることができる。同様に、支持台４２のうち押圧子５２の変位の軌道上に目盛り５８が設けられ、支持台４２のうち押圧子５３の変位の軌道上に目盛り５８が設けられている。なお、目盛り５７の位置表示線が１本でもよく、目盛り５８，５９についても同様である。

凸状ステージ４４上には、樹脂槽６１が設置されている。樹脂槽６１は、堰止枠６２と、可撓性・軟性の透光性シート６３と、を有する。堰止枠６２が４つの側板を有して矩形枠状に設けられている。透光性シート６３が堰止枠６２の下面開口を閉塞するようにして堰止枠６２の下面に貼着されることによって、透光性シート６３と堰止枠６２が一体化された状態にある。堰止枠６２の上面開口は開放されている。樹脂槽６１には液状の光硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）９０が貯留される。

堰止枠６２は、透光性シート６３よりも剛性が高い剛体である。また、堰止枠６２は樹脂材料、金属材料、ガラス材料又はセラミック材料からなる。例えば、堰止枠６２は、投影装置３０の照射光を透過させるアクリル樹脂からなる。

透光性シート６３は、投影装置３０の照射光を透過させる性質を有する。また、透光性シート６３は、例えばポリプロピレン又はポリエチレンからなり、投影装置３０の照射光により硬化する光硬化性樹脂９０に対して非親和性を有する。従って、光硬化性樹脂９０が透光性シート６３に付着した状態で硬化しても、硬化樹脂と透光性シート６３が接着・結合しない。なお、本実施形態及び後述の第２実施形態において、投影装置３０の照射光の透過性を有する透光性材料は何れも、可視光を透過させる性質も有するので、透明である。

樹脂槽６１は、凸状ステージ４４、押圧子５１〜５３及び圧縮ばね５４〜５６を堰止枠６２によって取り囲むようにして支持台４２上に設置されている。具体的には、透光性シート６３が凸状ステージ４４、押圧子５１〜５３及び圧縮ばね５４〜５６をそれらの上から被覆し、堰止枠６２の下面が透光性シート６３の周縁部を介して支持台４２の上面に突き当てられ、第二留め具によって樹脂槽６１が支持台４２にロックされている。第二留め具をロック解除して、支持台４２に対する樹脂槽６１の拘束を解除することで、樹脂槽６１を支持台４２から取り外すことができる。

樹脂槽６１が支持台４２上に設置された状態では、押圧子５１〜５３が支持台４２に近接しており、圧縮ばね５４〜５６が自然長よりも圧縮された状態となっている。また、透光性シート６３が凸状ステージ４４及び押圧子５１〜５３に対して下方に押し当てられた状態となっている。これにより、透光性シート６３の中央部が凸状ステージ４４及び押圧子５１〜５３によって隆起した状態となっている。押圧子５１〜５３が圧縮ばね５４〜５６の弾性力によって凸状ステージ４４から離間するように付勢されているので、透光性シート６３の隆起した部分が凸状ステージ４４の上面に沿って押し広げられて張られた状態にあり、透光性シート６３の張力と圧縮ばね５４〜５６の弾性力が釣り合っている。押圧子５１〜５３が凸状ステージ４４に対して接離するように変位可能であるので、透光性シート６３の張った状態が弾性的に維持される。堰止枠６２が透光性シート６３の周縁部を介して支持台４２の上面に突き当られた状態に保持されているので、堰止枠６２が上下方向に変位せず、透光性シート６３の張力や圧縮ばね５４〜５６の弾性力が安定し、透光性シート６３が撓まずに凸状ステージ４４の上面に張り付けられた状態が保たれる。

液槽４１には水等の透光性液体９５が貯留され、その透光性液体９５が囲い枠４３によって堰き止められている。堰止枠６２の下部及び透光性シート６３が透光性液体９５に浸かっており、その透光性液体９５が堰止枠６２によって堰き止められている。透光性液体９５が透光性シート６３と凸状ステージ４４との間の微小なすき間に浸透し、透光性シート６３と凸状ステージ４４との間の微小なすき間の脱泡が実現される。特に、透光性シート６３が可撓性を有するので、透光性液体９５による脱泡が効果的である。
なお、液槽４１に透光性液体９５が貯留されてなくてもよく、この場合には囲い枠４３が設けられていなくてもよい。

＜造形装置の使用法及び動作について＞
続いて、造形装置１の使用法及び動作について説明する。
まず、直動駆動機構を作動させて、昇降体２２及びホルダ２４を直動駆動機構によって上昇させる。
次に、液槽４１の凸状ステージ４４を開口１４に重ねるようにして、液槽４１の支持台４２を台座部１３上に載置し、開口１４を支持台４２によって閉塞する。そして、第一留め具によって液槽４１を台座部１３に固定する。
次に、液槽４１に水等の透光性液体９５を注入する。

次に、押圧子５１〜５３を凸状ステージ４４に近づけて、圧縮ばね５４〜５６を圧縮した状態にする。そして、透光性シート６３を凸状ステージ４４、押圧子５１〜５３及び圧縮ばね５４〜５６の上に被せて、堰止枠６２の下面を透光性シート６３の周縁部を介して支持台４２の上面に突き当てる。この際、透光性シート６３と凸状ステージ４４との間に透光性液体９５が浸透し、透光性シート６３と凸状ステージ４４が透光性液体９５によって密着する。透光性シート６３を凸状ステージ４４の上面に敷設する際には、透光性シート６３と凸状ステージ４４との間に気泡が残留しないようにする。もし気泡が透光性シート６３と凸状ステージ４４との間に発生したら、透光性シート６３の上から気泡を凸状ステージ４４の上面の外縁の外に押し出す。

透光性シート６３によって凸状ステージ４４、押圧子５１〜５３及び圧縮ばね５４〜５６をそれらの上から被覆する際には、押圧子５１〜５３を解放する。そうすると、圧縮ばね５４〜５６の弾性力によって押圧子５１〜５３が凸状ステージ４４から離間するように変位する。これにより、透光性シート６３の隆起した部分が押圧子５１〜５３及び凸状ステージ４４によって押し広げられ、透光性シート６３に張力が生じて、圧縮ばね５４〜５６の弾性力と透光性シート６３の張力が釣り合う。

次に、第二留め具によって樹脂槽６１を支持台４２に固定して、堰止枠６２の下面を透光性シート６３の周縁部を介して支持台４２の上面に突き当てた状態に保持する。なお、気泡が透光性シート６３と凸状ステージ４４との間に残留していたら、その気泡を凸状ステージ４４の上面の外縁の外に押し出す。
次に、樹脂槽６１に未硬化の光硬化性樹脂９０を注入する。
次に、脚部１２の高さを調整し、凸状ステージ４４の上面を水平面に対して傾斜させる。具体的には、図１中の左側の脚部１２を右側の脚部１２よりも高く調整し、凸状ステージ４４の上面を図１中の右下りに傾斜させる。そうすると、透光性液体９５が図１中の凸状ステージ４４及び開口１４側に片寄るので、その後、凸状ステージ４４と透光性シート６３との間への気泡の侵入を抑えられる。なお、脚部１２の高さを調整することで、凸状ステージ４４の上面を水平にしてもよい。

以上のように樹脂貯留装置４０を設置したら、造形装置１の造形動作が開始する。
まず、直動駆動機構が作動して、昇降体２２及びホルダ２４が直動駆動機構によって下降されて、ホルダ２４の下部が光硬化性樹脂９０に浸漬される。この際、ホルダ２４の下面が透光性シート６３に当接せず、ホルダ２４の下面と透光性シート６３との間には光硬化性樹脂９０が介在する。

次に、投影装置３０の光源が点灯されて、ホルダ２４と透光性シート６３との間の光硬化性樹脂９０に画像が投影装置３０によって所定露光時間だけ投影される。これにより、光硬化性樹脂９０のうち画像の明部に相当する部分（露光部分）が光（例えば紫外線）によって硬化し、画像の明部の形状をした二次元的なスライス造形物（硬化樹脂）がホルダ２４と透光性シート６３との間に形成される。スライス造形物は所定の厚み（例えば、ホルダ２４と透光性シート６３との間の間隔）を有したものである。

投影装置３０による投影・露光の際、光が凸状ステージ４４及び透光性シート６３を透過する。凸状ステージ４４と透光性シート６３との間が脱泡されているので、透過光の乱反射が起こらず、透過光の透過率が向上する。
また、凸状ステージ４４と透光性シート６３との間に浸透した透光性液体９５は空気よりも屈折率が高く、その透光性液体９５の屈折率は空気の屈折率よりも凸状ステージ４４や透光性シート６３の屈折率に近似している。凸状ステージ４４と透光性シート６３との間の界面における表面反射が発生しづらく、透過光の透過率が向上する。

投影装置３０による投影・露光後、直動駆動機構が作動して、昇降体２２及びホルダ２４が直動駆動機構によってスライス造形物の厚み分だけ上昇される。そうすると、形成されたスライス造形物がホルダ２４に保持された状態で透光性シート６３から剥離する。この際、透光性シート６３は僅かに上方に引っ張られて、スライス造形物の剥離後に元に復元する。ホルダ２４の上昇後は、ホルダ２４の下面に形成されたスライス造形物の全体又は下部は未硬化の光硬化性樹脂９０に浸漬されているが、スライス造形物は透光性シート６３から離間している。

以後、投影装置３０による投影・露光とホルダ２４の上昇とが交互に繰り返されることで、ホルダ２４の下の三次元的な造形物が下方へ成長する。

ところで、以上のような三次元造形物の造形処理が連続的又は断続的に長時間行われると、透光性シート６３が劣化して伸びてしまう。具体的には、スライス造形物の剥離の際の引張の繰り返しによって透光性シート６３の疲労現象が生じたり、張力による透光性シート６３のクリープ現象が生じたりする。透光性シート６３が徐々に伸びるように変形したものとしても、透光性シート６３の伸びに伴い押圧子５１〜５３が圧縮ばね５４〜５６の弾性力により凸状ステージ４４から徐々に離間するよう変位するので、透光性シート６３が張った状態に保たれる。そのため、透光性シート６３が常に撓まず、スライス造形物を正常に造形することができる。また、透光性シート６３が伸びるように劣化しても、透光性シート６３を使用し続けることができ、樹脂槽６１の長寿命化を図れる。

押圧子５１〜５３の変位に伴う押圧子５１〜５３の変位量・位置を目盛り５７〜５９により測定することができ、押圧子５１〜５３の変位量・位置から透光性シート６３の劣化度合いを推定することができる。例えば、押圧子５１〜５３が目盛り５７〜５９の何れかの位置表示線（例えば、複数の位置表示線のうち凸状ステージ４４から最も離れた位置に付されたもの）に到達したら、透光性シート６３の劣化度合いが許容限界に達したことを推定でき、これにより樹脂槽６１の交換タイミングを知らしめることができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図４は第２実施形態の樹脂貯留装置１４０の平面図であり、図５はV−V断面図である。この樹脂貯留装置１４０は、第１実施形態の樹脂貯留装置４０の代わりに、図１に示す造形装置１に設けられるものである。つまり、第１実施形態の造形装置１と同様に、第２実施形態の造形装置は筐体１０、脚部１２、台座部１３、ホルダ２４、引揚装置２０及び投影装置３０を備えるが、これら筐体１０、脚部１２、台座部１３、ホルダ２４、引揚装置２０及び投影装置３０は第１実施形態と同様に構成されている。

樹脂貯留装置１４０は、台座部１３上に設けられている。樹脂貯留装置１４０は液槽１４１、テンション維持機構１５０及び樹脂槽１６１を備える。

樹脂槽１６１は堰止枠１６２及び透光性シート１６３を有する。樹脂槽１６１の堰止枠１６２及び透光性シート１６３は第１実施形態の樹脂槽６１の堰止枠６２及び透光性シート６３と同一であるので、堰止枠１６２及び透光性シート１６３の詳細な説明を省略する。

液槽１４１は支持台１４２、囲い枠１４３及び凸状ステージ１４４を有する。液槽１４１の支持台１４２、囲い枠１４３及び凸状ステージ１４４は、凸状ステージ１４４のサイズを除いて、第１実施形態の液槽４１の支持台４２、囲い枠４３及び凸状ステージ４４と同一である。ここで、第１実施形態では、上から見て、凸状ステージ４４が台座部１３の開口１４と合同形又は相似形であり、凸状ステージ４４のサイズが開口１４のサイズと同一又はほぼ同一であった。それに対して、第２実施形態では、上から見て、凸状ステージ１４４のサイズが開口１４のサイズよりも大きく、凸状ステージ１４４が開口１４の外縁からはみ出ている。なお、液槽１４１は、第１実施形態の液槽４１と同様に、ロック可能・ロック解除可能な第一留め具によって台座部１３に固定され、液槽１４１の支持台１４２によって開口１４が閉塞されている。

樹脂槽１６１の透光性シート１６３が凸状ステージ１４４をその上から被覆し、堰止枠１６２が凸状ステージ１４４を囲繞する。そして、堰止枠１６２はテンション維持機構１５０の複数の圧縮ばね１５１の弾性力によって下方に押し付けられた状態にある。具体的には、テンション維持機構１５０の複数の押え部１５２が堰止枠１６２の上面から上方に離間した状態で液槽１４１の囲い枠１４３又は支持台１４２に固定されており、圧縮ばね１５１が圧縮された状態で堰止枠１６２と押え部１５２との間に挟持されている。押え部１５２はネジ等の締結具によって液槽１４１の囲い枠１４３又は支持台１４２に固定されており、締結具の固定を解除すれば、押え部１５２を液槽１４１の囲い枠１４３又は支持台１４２から取り外すことができる。なお、押え部１５２が筐体１０又は台座部１３に固定されるものとしてもよい。

透光性シート１６３が凸状ステージ１４４に押し付けられることによって、透光性シート１６３の中央部が隆起した状態となっている。更に、透光性シート１６３が凸状ステージ１４４の上面に沿って張られた状態に設けられ、透光性シート１６３の張力と圧縮ばね１５１の弾性力が釣り合っている。ここで、堰止枠１６２の下面及び透光性シート１６３の周縁部が支持台１４２の上面から離間した状態にあり、堰止枠１６２が上下方向に変位可能であるので、透光性シート１６３の張った状態が弾性的に維持される。

液槽１４１には水等の透光性液体９５が貯留されている。透光性液体９５が透光性シート１６３と凸状ステージ１４４との間の微小なすき間に浸透している。なお、液槽１４１に透光性液体９５が貯留されてなくてもよく、この場合には囲い枠１４３が設けられていなくてもよい。

堰止枠１６２の下端には、スイッチの接触端子（接点）１７１が設けられている。一方、支持台１４２の周縁部の上面にも、スイッチの接触端子（接点）１７２が設けられ、これら接触端子１７１，１７２が離間した状態で上下に対向する。接触端子１７１，１７２が回路を介して報知器（例えば、ランプ、ＬＥＤ、スピーカー等）の正端子、負端子にそれぞれ接続されている。

第２実施形態の造形装置の造形動作、つまり投影装置３０及び引揚装置２０の動作タイミングは第１実施形態と同様である。第２実施形態の造形装置を長期間使用すると、透光性シート１６３が疲労又はクリープによって徐々に伸びるように変形する。透光性シート１６３の伸びに伴って、圧縮ばね１５１の弾性力により堰止枠１６２が支持台１４２に近づくように変位する。そのため、透光性シート１６３が張った状態に保たれ、スライス造形物を正常に造形することができる。

透光性シート１６３の劣化度合いが許容限界に達すると、接触端子１７１，１７２が互いに接触して、堰止枠１６２がそれ以上変位し得ないことを検出することができる。接触端子１７１，１７２が互いに接触すると、報知器が作動する。具体的には、報知器がランプ或いはＬＥＤであれば、報知器が点灯又は点滅し、報知器がスピーカーであれば、報知器が音声を出力する。よって、透光性シート１６３の劣化度合いが許容限界に達したことを推定でき、これにより樹脂槽１６１の交換タイミングを知らしめることができる。

樹脂貯留装置１４０の設置方法について説明する。
まず、直動駆動機構を作動させて、昇降体２２及びホルダ２４を直動駆動機構によって上昇させる。
次に、液槽１４１の凸状ステージ１４４の一部を開口１４に重ねるようにして、液槽１４１の支持台１４２を台座部１３上に載置し、開口１４を支持台１４２によって閉塞する。そして、第一留め具によって液槽１４１を台座部１３に固定する。
次に、液槽１４１に水等の透光性液体９５を注入する。

次に、樹脂槽１６１を凸状ステージ１４４に載置して、透光性シート１６３を凸状ステージ１４４に被せるとともに、堰止枠１６２を凸状ステージ１４４の外縁の外側に配置する。この際、透光性シート１６３と凸状ステージ１４４との間に透光性液体９５が浸透し、透光性シート１６３と凸状ステージ１４４が透光性液体９５によって密着する。もし透光性シート１６３と凸状ステージ１４４との間に気泡が存在する場合には、その気泡を押し出す。

次に、圧縮ばね１５１を堰止枠１６２の上に設置し、押さ部１５２を圧縮ばね１５１に押し付けて圧縮ばね１５１を圧縮し、押え部１５２を液槽１４１の囲い枠１４３又は支持台１４２に固定する。そうすると、透光性シート１６３の張力と圧縮ばね１５１の弾性力が釣り合うまで、圧縮ばね１５１の弾性力により堰止枠１６２が支持台１４２に近づくように変位する。透光性シート１６３の張力と圧縮ばね１５１の弾性力が釣り合った状態では、堰止枠１６２の下面及び透光性シート１６３の周縁部が支持台１４２の上面から離間している。
次に、樹脂槽１６１に未硬化の光硬化性樹脂９０を注入する。
次に、脚部１２の高さを調整し、凸状ステージ１４４の上面を水平面に対して傾斜させる。なお、脚部１２の高さを調整することで、凸状ステージ４４の上面を水平にしてもよい。

１…造形装置， ２０…引揚装置， ２４…ホルダ， ３０…投影装置， ４０…樹脂貯留装置， ４１…液槽， ４２…支持台， ４３…囲い枠， ４４…凸状ステージ， ５０…テンション維持機構， ５１〜５３…押圧子， ５４〜５６…圧縮ばね（弾性材）， ５７〜５９…目盛り， ６１…樹脂槽， ６２…堰止枠， ６３…透光性シート， ９０…光硬化性樹脂， ９５…透光性液体， １４０…樹脂貯留装置， １４１…液槽， １４２…支持台， １４３…囲い枠， １４４…凸状ステージ， １５０…テンション維持機構， １５１…圧縮ばね（弾性材）， １５２…押え部， １６１…樹脂槽， １６２…堰止枠， １６３…透光性シート， １７１…接触端子（第一接触端子）， １７２…接触端子（第二接触端子）

Claims (8)

1. 枠状に設けられた堰止枠と、
   前記堰止枠の開口を閉塞するように前記堰止枠に設けられ、可撓性を有する透光性シートと、を備え、前記堰止枠の内側の前記透光性シート上に光硬化性樹脂が貯留される樹脂貯留装置であって、
   透光性を有する支持台と、
   前記支持台に凸設され、前記堰止枠によって囲繞され、前記透光性シートによって被覆され、透光性を有する凸状ステージと、
   前記透光性シートと前記凸状ステージとの接触面に沿う方向の張力を前記透光性シートに付与するとともに、前記透光性シートを張った状態に弾性的に維持するテンション維持機構と、を備える樹脂貯留装置。
2. 前記テンション維持機構が、
   前記支持台上において前記凸状ステージに対して接離するよう変位可能に設けられた押圧子と、
   前記押圧子と前記凸状ステージとの間に設けられた弾性材と、を有し、
   前記透光性シートが前記凸状ステージとともに前記押圧子及び前記弾性材を被覆して前記凸状ステージ及び前記押圧子に押し付けられ、
   前記押圧子が前記弾性材の弾性力によって前記凸状ステージから離間するように付勢され、前記透光性シートが前記押圧子により押し広げられて張られた状態にある請求項１に記載の樹脂貯留装置。
3. 前記堰止枠が前記支持台に突き当てられた状態で保持されている請求項２に記載の樹脂貯留装置。
4. 前記支持台のうち前記押圧子の変位軌道に設けられた目盛りを更に備える請求項２又は３に記載の樹脂貯留装置。
5. 前記テンション維持機構が、前記堰止枠を前記支持台に近づく方向に弾性力によって付勢する弾性材を有し、
   前記堰止枠が前記弾性材により付勢されることによって前記透光性シートが前記押圧子に押し付けられて張られた状態にあり、前記堰止枠が前記支持台から離間した状態にある請求項１に記載の樹脂貯留装置。
6. 前記堰止枠に設けられた第一接触端子と、
   前記第一接触端子から離間した状態で前記第一接触端子に対向するよう前記支持台に設けられた第二接触端子と、を更に備え、
   前記第一接触端子と前記第二接触端子によってスイッチが構成されている請求項５に記載の樹脂貯留装置。
7. 前記凸状ステージ及び前記堰止枠を取り囲むように前記支持台上に設けられた囲い枠を更に備え、
   前記囲い枠の内側の前記支持台上に透光性液体が貯留され、前記凸状ステージが前記透光性液体に浸漬され、前記透光性液体が前記堰止枠によって堰き止められた状態で前記堰止枠の下部及び前記透光性シートが前記透光性液体に浸かっている請求項１から６の何れか一項に記載の樹脂貯留装置。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の樹脂貯留装置と、
   前記凸状ステージの上方に配されたホルダと、
   前記ホルダを前記光硬化性樹脂に浸漬した状態から上昇させる引揚装置と、
   前記支持台の下方から前記ホルダと前記透光性シートとの間の前記光硬化性樹脂に光を照射することによって、前記光硬化性樹脂に画像を投影する投影装置と、を備える造形装置。

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