JP2019051693A - 光硬化型３ｄプリンタおよびその剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光硬化型３Ｄプリンタおよびその剥離方法の提供。【解決手段】光硬化型３Ｄプリンタ３及びその剥離方法であって、成形液３０を収容するための液槽３１と、液槽内部底面に設置された底膜３１２と、液槽下方に設置された照射ユニット３３と、液槽上方に設置された成形台３２と、剥離検知器３４とを含む光硬化型３Ｄプリンタ３。成形物をプリントする場合、成形台３２がＺ軸に沿って成形物のプリント高さまで移動するよう制御し、照射ユニット３３が光線を発射し、それによって成形物を硬化するように制御し、成形物が硬化した後、成形台３２がＺ軸に沿って上昇し、それによって成形物の剥離工程を行うよう制御し、剥離検知器３４が成形物と底膜３１２との間の吸着状況を検知し続けるよう制御する３Ｄプリンタ３。成形物が底膜３１２上から剥離したことを剥離検知器が検知した場合、成形台３２が上昇を停止するよう制御する３Ｄプリンタ３。【選択図】図３

Description

本発明は、３Ｄプリンタに関し、特に光硬化型３Ｄプリンタおよびその剥離方法に関する。

図１を参照されたい。関連技術の光硬化型３Ｄプリンタの概略図である。図１は、関連技術の下方照射式光硬化型３Ｄプリンタ（以下「３Ｄプリンタ１」という）を開示し、３Ｄプリンタ１は、成形液１０を収容するための液槽１１と、液槽１１底部に設置されたガラス層１１１と、ガラス層１１１上方に設置された底膜１１２と、成形液１０中に浸漬することによって成形物２を構築するための成形台１２と、液槽１１およびガラス層１１１下方に設置された照射ユニット１３とを含む。

成形物２をプリントする場合、３Ｄプリンタ１は、成形台１２が液槽１１内に向かって成形物２の１つのプリント層のプリント高さまで移動するよう制御する。次いで、３Ｄプリンタ１は、照射ユニット１３が液槽１１内に向かって光線を発射し、それによって成形台１２と底膜１１２との間にある成形液１０を硬化させて成形物２の１つのプリント層にし、成形台１２上に付着させるよう制御する。

合わせて図２Ａを参照されたい。関連技術の剥離動作の概略図である。プリント層は、硬化した後、成形台１２上に付着する他、同時に底膜１１２の頂面にも付着する。このため、３Ｄプリンタ１は、プリント層が硬化した後、まず成形台１２が上向きに上昇し、成形物２全体を底膜１１２上から剥離するように制御してから、成形台１２が成形物２の次のプリント層のプリント高さまで下降し、それによって次のプリント層の硬化を行うよう制御する必要がある。

異なる成形物２は異なる形状を有するため、各プリント層と底膜１１２との接触面積も同じではなく、このため剥離工程ごとに必要な時間も異なる。言い換えれば、成形台１２は、剥離工程を実行するごとに必要な上向きに上昇する距離も同じではない。

図２Ｂを参照されたい。関連技術の上昇高さの概略図である。関連技術において、３Ｄプリンタ１は、成形物２が剥離を完了したかどうかを知ることはできない。このため、現在プリントしているプリント層の形状、大きさがいかなるものであっても、剥離工程を実行するごとに、３Ｄプリンタ１は、成形台１２が上向きにあらかじめ設定された一定の高さＬ１に上昇するよう制御し、それによって剥離を完了したとみなす。

具体的には、上述のあらかじめ設定された高さＬ１は、３Ｄプリンタ１の設計者が試験によって確認した高さである。成形台１２があらかじめ設定された高さＬ１に移動するだけで、成形物２およびプリント層の形状、大きさがいかなるものであっても、必ず剥離工程を完了することができる。

しかしながら、図２Ｂに示されたように、プリント層と底膜１１２との接着面積が小さい場合、成形台１２が低い剥離高さＬ２まで上昇したとき、プリント層はすでに剥離を完了している可能性がある。この場合でも、３Ｄプリンタ１は、成形台１２が上述のあらかじめ設定された高さＬ１まで上昇し続けるよう制御しなければ、後続の作業を行うことができず、したがって、多くのプリント時間の浪費につながる。

発明者は、実験の結果、関連技術を用いて光硬化プリントを行えば、成形物２の硬化時間はプリント時間全体の約２０％〜３０％を占めるにすぎず、剥離工程の実行時間は、プリント時間全体の７０％〜８０％を占めることを実証した。このため、市場においてこの種の３Ｄプリンタの剥離工程が占有する時間が長すぎるという問題を解決し、それによって３Ｄプリンタの機能を向上させる必要がある。

本発明は、光硬化型３Ｄプリンタおよびその剥離方法を提供し、成形物が剥離を完了したかどうかを直接検知し、成形物が剥離を完了した場合、ただちに成形台が上昇を停止するよう制御し、それによって剥離工程に必要な時間を短縮することができる。

本発明の一実施例において、光硬化型３Ｄプリンタは、成形液を収容するための液槽と、液槽内部底面に設置された底膜と、液槽下方に設置された照射ユニットと、液槽上方に設置された成形台と、剥離検知器とを含む。

成形物をプリントする場合、３Ｄプリンタは、成形台がＺ軸に沿って成形物のプリント高さまで移動するよう制御し、照射ユニットが光線を発射し、それによって成形物を硬化するよう制御する。成形物が硬化した後、３Ｄプリンタは、成形台がＺ軸に沿って上昇し、それによって成形物の剥離工程を行うよう制御し、剥離検知器が成形物と底膜との間の吸着状況を検知し続けるよう制御する。成形物が底膜上から剥離したことを剥離検知器が検知した場合、３Ｄプリンタは、成形台が上昇を停止するよう制御する。

関連技術が用いている剥離方式と比べて、本発明は、剥離検知器によって剥離過程において成形物と底膜とが剥離を完了したかどうかを検知し続け、成形物が剥離を完了したことを検知した場合、ただちに成形台が上昇を停止するよう制御し、これによって３Ｄプリンタが剥離工程において費やす時間を有効に短縮することができる。

関連技術の光硬化型３Ｄプリンタの概略図である。 関連技術の剥離動作の概略図である。 関連技術の上昇高さの概略図である。 本発明第１の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタの概略図である。 本発明第１の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタのブロック図である。 本発明第１の具体的実施例の第１の剥離動作の概略図である。 本発明第１の具体的実施例の第２の剥離動作の概略図である。 本発明第１の具体的実施例の剥離のフローチャートである。 本発明第１の具体的実施例の成形台作用力の概略図である。 本発明第２の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタのブロック図である。 本発明第２の具体的実施例の剥離のフローチャートである。

ここで、本発明の好適実施例について、図面を組み合わせて、以下のように詳細に説明する。
図３を参照されたい。本発明第１の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタの概略図である。本発明は、光硬化型３Ｄプリンタを開示し、本発明の光硬化型３Ｄプリンタは、主に下方照射式光硬化型３Ｄプリンタ（以下「３Ｄプリンタ３」という）である。

図３の実施例において、３Ｄプリンタ３は主に、液槽３１と、液槽３１の内部底面に設置されたガラス層３１１と、ガラス層３１１上方に設置された底膜３１２と、液槽３１上方に設置された成形台３２と、液槽３１下方に設置された照射ユニット３３とを含む。ここで、ガラス層３１１と液槽３１とは、一体成形（例えば、液槽３１は透明ハウジングであり、ガラス層は透明ハウジングの底面であってもよい）であってもよく、別々に設置してもよく、限定されない。

本発明の主な技術的特徴は、３Ｄプリンタ３が剥離検知器３４をさらに含むことにある。剥離検知器３４は、成形台３２が剥離工程を行う場合、成形物（図５Ａに示された成形物４）と底膜３１２の頂面との吸着状況を検知し続けるために用いられる。

合わせて図４を参照されたい。本発明第１の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタのブロック図である。本実施例の３Ｄプリンタ３は、上述の成形台３２、照射ユニット３３および剥離検知器３４を電気接続したマイクロプロセッサユニット３６をさらに含み、マイクロプロセッサユニット３６は、成形台３２、照射ユニット３３および剥離検知器３４の作動を制御するために用いられる。

具体的には、本発明の３Ｄプリンタ３は、成形物４が底膜３１２上から剥離したことを剥離検知器３４が感知した場合、ただちにマイクロプロセッサユニット３６によって、成形台３２が剥離工程を行うのを停止し、次いで、後続のプリント動作を行うよう制御する（後ほど詳述する）。これによって、３Ｄプリンタ３が剥離工程に費やす時間を大幅に削減し、さらに３Ｄプリンタ３の機能を向上させる（すなわち、プリント時間全体を短縮する）ことができる。

液槽３１は、成形液３０を収容するために用いられ、一実施例において、成形液３０は、感光性樹脂（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ）である。３Ｄプリンタ３が１つの成形物４の１つのプリント層をプリントしようとする場合、主にマイクロプロセッサユニット３６によって、まず成形台３２が３Ｄプリンタ３のＺ軸に沿って縦方向移動し、それによって液槽３１の成形液３０中に浸漬し、プリント層のプリント高さになる（すなわち、成形台３２の底面と底膜３１２の頂面との間の距離をプリント高さと同じにする）ように制御する。

成形台３２がプリント高さになった後、マイクロプロセッサユニット３６は、次いで、照射ユニット３３が液槽３１の内部に向かって光線を発射し（主に成形台３２の位置に照射する）、それによって成形台３２と底膜３１２との間の成形液３０を硬化させて成形物４のプリント層にし、成形台３２に付着させるよう制御する。

本発明において、３Ｄプリンタ３は、デジタルライトプロセッシング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＤＬＰ）式３Ｄプリンタまたはステレオリソグラフィ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ、ＳＬＡ）式３Ｄプリンタであってもよく、照射ユニット３３は、面を単位として発光するデジタルプロジェクションスクリーンまたは点を単位として発光するレーザー光源であってもよく、限定されない。

本発明の一実施例において、底膜３１２は、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、テフロン（登録商標）［Ｔｅｆｌｏｎ］ともいう）から作られた透明フィルムであってもよい。成形液３０は、液体が硬化して固体になった場合、成形台３２の底面に付着する他、真空状態になるため底膜３１２の頂面にも吸着する。このため、３Ｄプリンタ３は、成形物４の１つのプリント層の硬化が完了し、次のプリント層をプリントし続けようとする前に、まず硬化したプリント層に剥離工程を行わなければならない。

合わせて図５Ａおよび図５Ｂを参照されたい。それぞれ本発明第１の具体的実施例の第１の剥離動作の概略図および第２の剥離動作の概略図である。
図５Ａに示されたように、プリント層の硬化が完了した後、３Ｄプリンタ３は、マイクロプロセッサユニット３６によって、成形台３２がＺ軸に沿って上昇し、それによって上述の剥離工程を行う（すなわち、成形台３２を上昇させることによって、硬化したプリント層と底膜３１２とを分離する）よう制御する。プリント層と底膜３１２とが剥離する前に、底膜３１２は、成形台３２の上昇にともなって上向きの歪みを生じる。

本発明の主な技術的特徴は、マイクロプロセッサユニット３６が、剥離検知器３４が成形台３２の上昇中に、プリント層と底膜３１２との間の吸着状況を検知し続けるよう制御することにある。また、図５Ｂに示されたように、プリント層が底膜３１２上から剥離したことを剥離検知器３４が検知した場合、マイクロプロセッサユニット３６は、ただちに成形台３２が上昇を停止するよう制御する。

成形台３２が上昇を停止した後、マイクロプロセッサユニット３６は、ただちに後続動作を行う（例えば、成形物４の次のプリント層をプリントし続ける）ことができる。これによって、関連技術における３Ｄプリンタが成形台３２を一定の高さ（図２Ｂに示されたあらかじめ設定された高さＬ１）まで上昇するよう制御する必要があるため浪費した剥離時間を大幅に削減することができる。

続いて図６を合わせて参照されたい。本発明第１の具体的実施例の剥離のフローチャートである。本発明は、光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法（以下「剥離方法」という）を合わせて開示し、剥離方法は、図３に示された３Ｄプリンタ３に応用される。

３Ｄプリンタ３が１つの成形物４をプリントしようとする場合、まずマイクロプロセッサユニット３６を経由して成形物４の１つのプリント層（例えば、第１の層）のプリントデータを取得する（ステップＳ１０）。本実施例におけるプリントデータは、主にプリントしようとするプリント層に対応するスライスデータである。次いで、３Ｄプリンタ３のマイクロプロセッサユニット３６は、取得したプリントデータに基づき、成形台３２がＺ軸に沿って移動（例えば、下降）し、それによって液槽３１中の成形液３０中に浸漬し、プリント層のプリント高さになるよう制御する（ステップＳ１２）。

具体的には、プリント高さとは、成形台３２の底面と底膜３１２の頂面との間の距離をいい、プリント高さは、成形物４の各プリント層のスライス高さと同じである。スライスデータおよびスライス高さは、３Ｄプリント分野の通常の知識であり、ここではこれ以上贅述しない。

成形台３２がプリント高さになった後、マイクロプロセッサユニット３６は、取得したプリントデータに基づき、照射ユニット３３が液槽３１の内部に向かって光線を発射し、それによってプリント層を硬化させ、成形台３２に付着させるよう制御する（ステップＳ１４）。具体的には、プリントデータは、プリント層の輪郭を記録し、マイクロプロセッサユニット３６は、ステップＳ１４において、プリントデータに基づき、照射ユニット３３が液槽３１底面の対応する位置を照射し、それによって硬化後のプリント層の輪郭をプリントデータに記録された輪郭と同じにするよう制御する。

プリント層の硬化が完了した後、マイクロプロセッサユニット３６は、次いで、成形台３２がＺ軸に沿って上昇し、それによって上述の剥離工程を行うよう制御する（ステップＳ１６）。また、マイクロプロセッサユニット３６は、剥離検知器３４が成形台３２の上昇中に、プリント層と底膜３１２との間の吸着状況を検知し続けるよう制御し（ステップＳ１８）、プリント層の剥離が完了したかどうかを判断する（ステップＳ２０）。

剥離検知器３４の検知結果が、プリント層がまだ底膜３１２上から剥離していないことを示している場合、マイクロプロセッサユニット３６は、成形台３２が上昇し続けるよう制御し、剥離検知器３４が検知を続けるよう制御する。剥離検知器３４の検知結果が、プリント層が底膜３１２上から剥離したことを示している場合、マイクロプロセッサユニット３６は、成形台３２が上昇を停止するよう制御する（ステップＳ２２）。

言い換えれば、本実施例において、成形台３２が上に記載のあらかじめ設定された高さＬ１まで上昇したかどうかにかかわらず、プリント層が底膜３１２上から剥離したことを剥離検知器３４が検知しさえすれば、マイクロプロセッサユニット３６は、成形台３２が上昇を停止するよう制御する。これによって、３Ｄプリンタ３が剥離工程に費やす時間を大幅に短縮することができる。

ステップＳ２０の後、プリント層の硬化を完了し、底膜３１２上から剥離すると同時に、成形台３２も上昇を停止する。次いで、マイクロプロセッサユニット３６は、成形物４がプリントを完了したかどうかを判断し（ステップＳ２４）、すなわち、成形物４のすべてのプリント層のプリントが完了したかどうかを判断する。

成形物４のプリントがまだ完了していない場合、マイクロプロセッサユニット３６は、次いで、成形物４の次のプリント層（例えば、第２の層）のプリントデータを取得し（ステップＳ２６）、取得したプリントデータに基づき、再度ステップＳ１２からステップＳ２２までを実行し、それによって成形物４のその他のプリント層をプリントし、本発明の剥離方法に基づき、プリントを完了した（硬化を完了した）各プリント層を底膜３１２上から剥離する。

成形物４のプリントが完了した後、マイクロプロセッサユニット３６は、成形台３２を開始位置（例えば、３Ｄプリンタ３の頂端）まで上昇し、それによって成形台３２上に付着した成形物４全体を取り外し、成形物４のプリント動作を完了するよう制御することができる。

一実施例において、剥離検知器３４は、３Ｄプリンタ３の成形台３２に接続することができる。前述のステップＳ１８において、剥離検知器３４は、成形台３２の上昇中に、成形台３２が上昇する際の作用力を検知し続け、検知結果をマイクロプロセッサユニット３６に伝達することができる。剥離検知器３４が、作用力の瞬間的低下を検知した場合、マイクロプロセッサユニット３６は、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断することができる。

具体的には、プリント層が底膜３１２上から剥離する前に、プリント層と底膜３１２との間の引張力は、成形台３２の上向きの上昇に対する抵抗力を形成するため、成形台３２が上昇する際に出力する作用力は大きくなる。それと反対に、プリント層が底膜３１２上から剥離した後、上述の抵抗力は存在しなくなるため、成形台３２の作用力は、剥離の瞬間に急激に低下し、当初の作用力（すなわち、正常に上昇する場合に出力する必要のある作用力）に戻る。

本発明の一実施例において、剥離検知器３４は上述の作用力に瞬間的低下があるかどうかを検知し、これによってマイクロプロセッサユニット３６は、プリント層が底膜３１２上から剥離したかどうかを判断する。

合わせて図７を参照されたい。本発明第１の具体的実施例の成形台作用力の概略図である。プリント層と底膜３１２との間の接触面積が小さい場合、成形台３２が上昇するとき、当初の作用力よりやや大きな第１の作用力Ｆ１を出力する必要がある。プリント層が第１の剥離時間Ｔ１において底膜３１２上から剥離する場合、成形台３２が出力する作用力は瞬間的に低下し、当初の作用力に戻る。

プリント層と底膜３１２との間の接触面積が大きい場合、成形台３２が上昇するとき、当初の作用力よりやや大きな第２の作用力Ｆ２を出力する必要がある。プリント層が第２の剥離時間Ｔ２において、底膜３１２上から剥離する場合、成形台３２が出力する作用力は瞬間的に低下し、当初の作用力に戻る。ここで、第２の剥離時間Ｔ２（例えば、６０秒間）は、第１の剥離時間Ｔ１（例えば、３５秒間）より長くなる。これからわかるように、プリント層と底膜３１２との間の接触面積が大きい場合、３Ｄプリンタ３は、長い剥離時間を費やす必要がある。これと反対に、プリント層と底膜３１２との間の接触面積が小さい場合、３Ｄプリンタ３が剥離に費やす必要がある時間は短い。

本発明の剥離検知器３４によって、成形物４が剥離する瞬間を検知し、これによって成形台３２の作動を制御すれば、関連技術の３Ｄプリンタが剥離工程を行う場合、成形台があらかじめ設定された一定の高さＬ１まで上昇するのに費やす必要のある、あらかじめ設定された剥離時間Ｔ３（例えば、９０秒間）を大幅に短縮することができる。１つの成形物が１０００個のプリント層を有するとして計算する場合、本発明の剥離方法を用いれば、かなりの剥離時間を節約することができる。

前述の実施例において、剥離検知器３４は、成形台３２が上昇する場合の作用力を検知するために用いる作用力検知器である。
別の一実施例において、剥離検知器３４は、成形台３２の移動量または移動速度を検知するために用いるリニアスケールであってもよい。

上の記載のように、プリント層が底膜３１２上から剥離した後、プリント層と底膜３１２との間の引張力によって引き起こされる抵抗力が存在しなくなるため、プリント層が底膜３１２上から剥離する瞬間に、成形台３２の瞬間的変位量は急激に増大する（すなわち、瞬間的な移動速度は急激に上昇する）。剥離検知器３４がリニアスケールである場合、マイクロプロセッサユニット３６は、剥離検知器３４が成形台３２の変位量または移動速度の瞬間的上昇を検知した場合、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断し、さらに成形台３２が上昇を停止するよう制御する。

また別の一実施例において、剥離検知器３４は、底膜３１２の変化状態を感知するために用いる映像センサー、光センサーまたは赤外線センサーであってもよい。
具体的には、プリント層が底膜３１２に吸着し、成形台３２が上向きに上昇する場合、底膜３１２は、プリント層の引張力を受けて上向きに歪みを生じる。プリント層が底膜３１２上から剥離する瞬間に、底膜３１２は、張力によってリセットされる（すなわち、液槽３１の底面に平らに貼り付く）。

本実施例において、剥離検知器３４は、成形台３２の上昇中に、底膜３１２がリセットされたかどうかを検知し続けることができ、マイクロプロセッサユニット３６は、剥離検知器３４が底膜３１２のリセットを検知した瞬間に、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断し、さらに成形台３２が上昇を停止するよう制御することができる。しかし、上記は本発明の複数の具体的実施典型例にすぎず、これに限定されない。

続いて図８を参照されたい。本発明第２の具体的実施例の光硬化型３Ｄプリンタのブロック図である。図８の実施例において、３Ｄプリンタ３は、成形台３２がＺ軸に沿って縦方向移動するよう制御する駆動ユニット３２１と、駆動ユニット３２１および照射ユニット３３の作動を制御する制御ユニット３５とをさらに含む。本実施例において、剥離検知器３４は、駆動ユニット３２１および／または制御ユニット３５に電気接続された検知ユニット３２２である。
具体的には、本実施例の制御ユニット３５は、図４の実施例中のマイクロプロセッサユニット３６と同一でありまたは類似するが、それに限定されない。

本実施例において、３Ｄプリンタ３は、駆動ユニット３２１が加える力によって、成形台３２がＺ軸に沿って上昇および下降するよう制御する。検知ユニット３２２は、制御ユニット３５の制御を受け、それによって成形台３２の上昇中に、駆動ユニット３２１が成形台３２に出力する第２の作用力を検知し続ける。

また、検知ユニット３２２が第２の作用力の瞬間的低下を検知した場合、制御ユニット３５は、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断することができるため、ただちに駆動ユニット３２１に信号を送信し、それによって駆動ユニット３２１に成形台３２が上昇を停止するよう制御させる。
具体的には、駆動ユニット３２１は、成形台３２が上昇、下降するのを制御するモーターであってもよい。

一実施例において、検知ユニット３２２は、モーターに電気接続された電流検知ユニット（例えば、モーターの電線に直接直列接続してもよい）である。本実施例において、制御ユニット３５は、検知ユニット３２２がモーターの成形台３２が上昇するよう制御する際の出力電流を検知し続けるよう制御することができる。

上の記載のように、プリント層が底膜３１２上から剥離した後、プリント層と底膜３１２との間の引張力によって引き起こされる抵抗力が存在しなくなるため、プリント層が底膜３１２上から剥離する瞬間に、モーターが出力する第２の作用力は急激に低下する（すなわち、モーターの出力電流は瞬間的に低下する）。このため、検知ユニット３２２が、成形台３２の上昇中に、出力電流の瞬間的低下を検知した場合、制御ユニット３５は、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断することができる。

合わせて図９を参照されたい。本発明第２の具体的実施例の剥離のフローチャートである。図９は、図６と類似する剥離方法を開示し、剥離方法は、主に図８に示された３Ｄプリンタ３に用いられる。

具体的には、３Ｄプリンタ３が１つの成形物４をプリントしようとする場合、まず制御ユニット３５によって成形物４の１つのプリント層のプリントデータを取得し（ステップＳ３０）、さらに取得したプリントデータに基づき、成形台３２がＺ軸に沿ってプリント層のプリント高さまで移動するよう制御する（ステップＳ３２）。次いで、制御ユニット３５は、取得したプリントデータに基づき、照射ユニット３３が液槽３１内に向かって照射を行い、それによってプリント層を硬化させ、成形台３２に付着させるよう制御する（ステップＳ３４）。

プリント層の硬化が完了した後、制御ユニット３５は、次いで、モーターが成形台３２を制御するのをトリガし、それによって成形台３２をＺ軸に沿って上昇させる（ステップＳ３６）。また、制御ユニット３５は、電流検知器（すなわち、検知ユニット３２２）がモーターの出力電流を検知し続けるよう制御し（ステップＳ３８）、成形台３２の上昇中に、モーターの出力電流に瞬間的低下があったかどうかを判断する（ステップＳ４０）。

電流検知器がモーターの出力電流の瞬間的低下を検知しなかった場合、プリント層はまだ底膜３１２上から剥離していないことを表すため、制御ユニット３５は、成形台３２が上昇するのをモーターが制御し続けるようトリガする。電流検知器がモーターの出力電流の瞬間的低下を検知した場合、制御ユニット３５は、出力電流が低下した後、１つの固定値を維持して１つの閾時間を超えたかどうかをさらに判断する（ステップＳ４２）。

具体的には、プリント層と底膜３１２とは、複数の接触面を有する可能性があり、いずれか１つの接触面が成形台３２の上昇中に剥離した場合、抵抗力の消失によってモーターの出力電流を瞬間的に低下させるが、プリント層と底膜３１２とが完全に剥離したことを表すわけではない（すなわち、成形台３２が出力する作用力はまだ当初の作用力より大きい）。図７に示されたように、プリント層と底膜３１２とが完全に剥離した後、成形台３２が出力する作用力は、当初の作用力に戻り、それを維持する。つまり、モーターの出力電流は、１つの固定値を維持し、再度上昇することはない。

本実施例において、電流検知ユニットがモーターの出力電流の瞬間的低下を検知したが、出力電流が固定値を維持せず、または閾時間を超えなかった場合、制御ユニット３５は、プリント層がまだ底膜３１２上から完全に剥離していないと判断するため、ステップＳ３６に戻り、それによって成形台３２が上昇し続けるよう制御する。

電流検知ユニットがモーターの出力電流の瞬間的低下を検知し、出力電流が固定値を維持し、閾時間を超えた場合、制御ユニット３５は、プリント層が底膜３１２上から完全に剥離したと判断するため、モーターに信号を送信し、それによってモーターに成形台３２が上昇を停止するよう制御させる（ステップＳ４４）。

成形台３２が上昇を停止した後、制御ユニット３５は、次いで、成形物４のプリントが完了したかどうかを判断する（ステップＳ４６）。成形物４のプリントがまだ完了していない場合、制御ユニット３５は、次いで、成形物４の次のプリント層のプリントデータを取得し（ステップＳ４８）、取得したプリントデータに基づき、再度ステップＳ３２からステップＳ４４までを実行し、それによって成形物４のその他のプリント層をプリントする。また、成形物４のプリントが完了した後、この回の剥離方法を終了する。

他の一実施例において、検知ユニット３２２は、モーターの電線（図示せず）の周りに設置された磁気誘導コイルであってもよいことは、述べておくに値する。具体的には、磁気誘導コイルは、モーターが電流を出力することによって成形台３２が上昇するのを制御する際に、電線周囲に発生する磁力を検知するために用いる。

本実施例において、制御ユニット３５は、磁気誘導コイルが成形台３２の上昇中に、電線周囲の磁力を検知し続けるよう制御することができる。また、磁気誘導コイルが磁力の瞬間的低下（すなわち、モーターの出力電流の瞬間的低下）を検知した場合、制御ユニット３５は、プリント層が底膜３１２上から剥離したと判断することができる。

他の一実施例において、制御ユニット３５は、磁力が瞬間的に低下し、かつ磁力が１つの固定値を維持し、かつ１つの閾時間を超えたことを磁気誘導コイルが検知した場合、プリント層が底膜３１２上から完全に剥離したと判断することもできる。それに類似して、３Ｄプリンタ３においては、検知ユニット３２２によって、成形台３２または駆動ユニット３２１の作用力を検知した場合、制御ユニット３５は、検知ユニット３２２が作用力の瞬間的低下を検知し、かつ作用力が１つの固定値を維持し、かつ１つの閾時間を超えたとき、プリント層が底膜３１２上から完全に剥離したと判断することもできる。

本発明の各実施例によれば、３Ｄプリンタ３は、剥離検知器３４（すなわち、検知ユニット３２２）によって剥離工程が完了したかどうかを直接検知し、剥離工程が完了した場合、ただちに成形台３２が上昇を停止するよう制御することができる。これによって、３Ｄプリンタ３が費やす必要のある剥離時間を有効に短縮し、さらに３Ｄプリンタ３全体のプリント機能を向上させることができる。

以上の記載は、本発明の好適な具体的実施例にすぎず、これによって本発明の特許範囲を限定するものではない。よって本発明内容を用いて行われた等価の変更は、すべて同じ理屈で本発明の範囲内に含まれることを合わせて述べておく。

１ ３Ｄプリンタ
１０ 成形液
１１ 液槽
１１１ ガラス層
１１２ 底膜
１２ 成形台
１３ 照射ユニット
２ 成形物
Ｌ１ あらかじめ設定された高さ
Ｌ２ 剥離高さ
３ ３Ｄプリンタ
３０ 成形液
３１ 液槽
３１１ ガラス層
３１２ 底膜
３２ 成形台
３２１ 駆動ユニット
３２２ 検知ユニット
３３ 照射ユニット
３４ 剥離検知器
３５ 制御ユニット
３６ マイクロプロセッサユニット
４ 成形物
Ｔ１ 第１の剥離時間
Ｔ２ 第２の剥離時間
Ｔ３ あらかじめ設定された剥離時間
Ｆ１ 第１の作用力
Ｆ２ 第２の作用力
Ｓ１０〜Ｓ２６ 剥離ステップ
Ｓ３０〜Ｓ４８ 剥離ステップ

Claims (14)

1. 光硬化型３Ｄプリンタであって、
   成形液を収容するための液槽と、
   前記液槽の内部底面に設置された底膜と、
   前記液槽上方に設置され、前記光硬化型３Ｄプリンタが成形物の１つのプリント層をプリントする際に、Ｚ軸に沿って前記プリント層のプリント高さまで縦方向移動する成形台と、
   前記液槽下方に設置され、前記成形台が前記プリント高さまで移動する場合、前記液槽の内部に向かって光線を発射し、それによって前記プリント層を硬化する照射ユニットと、
   前記光硬化型３Ｄプリンタ上に設置された剥離検知器と、
   前記成形台、前記照射ユニットおよび前記剥離検知器を電気接続し、前記プリント層の硬化が完了した後、前記成形台が前記Ｚ軸に沿って上昇するよう制御し、前記剥離検知器が前記成形台の上昇中に、前記プリント層と前記底膜との間の吸着状況を検知し続けるよう制御し、前記プリント層が前記底膜上から剥離したことを前記剥離検知器が検知した場合、前記成形台が上昇を停止するよう制御するマイクロプロセッサユニットとを含む光硬化型３Ｄプリンタ。
2. 前記剥離検知器は前記成形台を接続し、前記成形台が上昇する際の作用力を検知し、前記上昇中に前記作用力の瞬間的低下を検知した場合、前記マイクロプロセッサユニットは、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断する、請求項１に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
3. 前記成形台が前記Ｚ軸に沿って縦方向移動を行うよう制御する駆動ユニットをさらに含み、前記剥離検知器は、前記駆動ユニットを電気接続した検知ユニットである、請求項２に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
4. 前記検知ユニットは、前記駆動ユニットが前記成形台が上昇するよう制御する際に出力する第２の作用力を検知し、前記上昇中に前記第２の作用力の瞬間的低下を検知した場合、前記マイクロプロセッサユニットは、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断する、請求項３に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
5. 前記駆動ユニットはモーターである、請求項４に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
6. 前記検知ユニットは、前記モーターを電気接続した電流検知ユニットであり、前記電流検知ユニットは、前記モーターが前記成形台が上昇するよう制御する際の出力電流を検知し、前記上昇中に前記出力電流の瞬間的低下を検知した場合、前記マイクロプロセッサユニットは、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断する、請求項５に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
7. 前記検知ユニットは、前記モーターの電線の周りに設置された磁気誘導コイルであり、前記磁気誘導コイルは、前記モーターが前記成形台が上昇するよう制御する際に、前記電線周囲に発生する磁力を検知し、前記上昇中に前記磁力の瞬間的低下を検知した場合、前記マイクロプロセッサユニットは、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断する、請求項５に記載の光硬化型３Ｄプリンタ。
8. 成形液を収容するための液槽と、前記液槽の内部底面に設置された底膜と、前記液槽上方に設置された成形台と、前記液槽下方に設置された照射ユニットと、を有する光硬化型３Ｄプリンタに用いられる剥離方法において、前記光硬化型３Ｄプリンタは、剥離検知器と、前記成形台、前記照射ユニットおよび前記剥離検知器を電気接続したマイクロプロセッサユニットとをさらに含み、前記剥離方法は、
   ａ）成形物の１つのプリント層のプリントデータを取得するステップと、
   ｂ）前記マイクロプロセッサユニットが、前記プリントデータに基づき、前記成形台がＺ軸に沿って移動し、それによって前記プリント層のプリント高さになるように制御するステップと、
   ｃ）前記マイクロプロセッサユニットが、前記プリントデータに基づき、前記照射ユニットが前記液槽の内部に向かって光線を発射し、それによって前記プリント層を硬化させ、前記成形台に付着させるよう制御するステップと、
   ｄ）ステップｃの後、前記マイクロプロセッサユニットが、前記成形台が前記Ｚ軸に沿って上昇するよう制御するステップと、
   ｅ）前記マイクロプロセッサユニットが、前記剥離検知器が前記成形台の上昇中に、前記プリント層と前記底膜との間の吸着状況を検知し続けるよう制御するステップと、
   ｆ）前記剥離検知器が、前記プリント層が前記底膜上から剥離する前に、ステップｄおよびステップｅを繰り返し実行するのを検知するステップと、
   ｇ）前記マイクロプロセッサユニットが、前記プリント層が前記底膜上から剥離したことを前記剥離検知器が検知した後に、前記成形台が上昇を停止するよう制御するステップと、を含むことを特徴とする、光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
9. ｈ）ステップｇの後、前記成形物のプリントが完了したかどうかを判断するステップと、
   ｉ）前記成形物のプリントが完了していない場合、前記成形物の次のプリント層のプリントデータを取得し、再度ステップｂからステップｇを実行するステップと、をさらに含む、請求項８に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
10. ステップｅは、前記剥離検知器が前記成形台が上昇する際の作用力を検知し、前記上昇中に前記作用力の瞬間的低下を検知した場合、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断するステップである、請求項８に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
11. 前記光硬化型３Ｄプリンタは、前記成形台が前記Ｚ軸に沿って縦方向移動を行うよう制御する駆動ユニットをさらに含み、前記剥離検知器は、前記駆動ユニットを電気接続した検知ユニットであり、ここで、ステップｅは、前記検知ユニットが、前記駆動ユニットが成形台が上昇するよう制御する際に出力する第２の作用力を検知し、前記上昇中に前記第２の作用力の瞬間的低下を検知した場合、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断するよう制御するステップである、請求項１０に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
12. 前記駆動ユニットはモーターであり、前記検知ユニットは、前記モーターを電気接続した電流検知ユニットであり、ここで、ステップｅは、前記電流検知ユニットが、前記モーターが前記成形台が上昇するよう制御する際の出力電流を検知し、前記上昇中に前記出力電流の瞬間的低下を検知した場合、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断するよう制御するステップである、請求項１１に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
13. ステップｅの後に、
    ｊ）前記電源検知ユニットが前記出力電流の瞬間的低下を検知した場合、前記出力電流が低下した後、固定値を維持し、閾時間を超えたかどうかを判断するステップと、
    ｋ）前記出力電流が前記固定値を維持して前記閾時間を超えなかった場合、ステップｆを実行するステップと、
    ｌ）前記出力電流が前記固定値を維持して前記閾時間を超えた場合、ステップｇを実行するステップと、をさらに含む、請求項１２に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。
14. 前記駆動ユニットはモーターであり、前記検知ユニットは前記モーターの電線の周りに設置された磁気誘導コイルであり、ここで、ステップｅは、前記磁気誘導コイルが、前記モーターが前記成形台が上昇するよう制御する際に前記電線周囲に発生する磁力を検知し、前記上昇中に前記磁力の瞬間的低下を検知した場合、前記プリント層が前記底膜上から剥離したと判断するよう制御するステップである、請求項１１に記載の光硬化型３Ｄプリンタの剥離方法。

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