JP2019123181A - 立体造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】造形台上に生じる廃液（液体）が、造形台から流下することを阻止する仕組みを持つ立体造形装置の提供。【解決手段】立体造形物を造形するための造形台３と、立体造形物を造形するための液体を、造形台３上に供給する供給部１０と、液体が造形台３から流出することを防止する液体流出防止部２０と、を備え、液体流出防止部２０は、造形台３からの当該液体流下を阻止する阻止部、又は、造形台から流下した当該液体を受ける受け部２６を有する立体造形装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、立体形状を持つ造形物を造形する立体造形装置に関する。

近年、立体形状を持つ造形物を造形する立体造形装置（３Ｄプリンタ）が普及している。このような立体造形装置においては、例えば、インクジェットヘッドにより形成するインクの層を複数層重ねることにより、積層造形法で造形物を造形する（特許文献１参照）。

図６（Ａ）に、従来の立体造形装置１０１の構成を説明する構成図を示す。立体造形装置１０１は、造形処理全体を制御する制御装置１３０と、立体造形物１１２等の材料となる液滴を吐出する吐出部を備える供給部（ヘッド部）１１０と、台上で立体造形物１１２が積層され造形される造形台１０３を備える。具体的には造形台１０３は、造形中の立体造形物１１２を支持する台状部材であり、供給部１１０と対向する位置に配設され、造形中の立体造形物１１２を上面に載置する。造形台１０３は、積層方向走査駆動部１３５により積層方向、具体的には図中Ｚ方向に走査され、図中Ｚ方向における造形台１０３と供給部１１０の相対的な位置関係が変更される。

また供給部１１０は、図中ＸＹ平面内において二次元的に走査される。具体的には、供給部１１０は、予め決められた主走査方向である図中Ｙ方向に、主走査駆動部１２２によって駆動され、主走査動作がおこなわれる。主走査動作とは、例えば、造形中の立体造形物１１２に対して相対的に主走査方向へ移動しつつ、造形用のインク等の液滴を吐出する動作のことである。また副走査方向である図中Ｘ方向に、供給部１１０は副走査駆動部１２５によって駆動され、走査される。供給部１１０を移動させる駆動部、具体的には、主走査駆動部１２２と、副走査駆動部１２５と、積層方向走査駆動部１３５は、それぞれ制御装置１３０によって制御される。

さて上記のように立体造形装置は、供給部１１０が備える吐出部から吐出されるインク等の液滴が積層される造形台１０３を備える。造形台１０３は、例えば表面をアルマイト処理したアルミニウムの平板であり、インクが積層される側の表面は、インクが平坦に積層されるように略平坦であることが望ましい。

特開２０１５−２０２６８３号公報

図６（Ｂ）には、立体造形装置１０１が備える供給部１１０の詳細と、立体造形物１１２の積層態様を示す。供給部１１０は、積層されるインクを吐出する吐出部（ヘッド）１１４と、紫外線を照射する紫外線光源１１７を備え、造形台１０３上にインクを積層して、立体造形物１１２を作成する。ここで吐出部から吐出されるインクは、紫外線硬化樹脂を成分としており、紫外線光源１１７から紫外線が照射されると硬化する。吐出部１１４からは、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）等の有色インクや、無色で透明なクリアインク、サポート層１１５を形成するサポート材インク等が吐出される。なおサポート層１１５とは、例えば、オーバーハング形状を有する造形物１１２を造形する場合等の造形時に、オーバーハング形状の部分の下に形成される積層構造物のことである。サポート層１１５は、立体造形物１１２の造形時において、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。

さて図６（Ｂ）には、サポート材インクが吸湿することで造形物からしみ出した廃液（液体）１２０が造形台１０３上に溜まってしまっている様子をさらに示す。形状が大きな立体造形物を造形する場合には、数日間という長い時間が造形に必要になる。例えば立体造形物１１２を支持するサポート層１１５を構成するサポート材インクが、ポリビニルアルコール等を成分として含んでいる場合に、空気中の水分を多量に吸収してインクを構成する成分がしみ出すことで廃液１２０を生じる場合がある。また造形物の中に中空部分を作成するために水を注入することもあり、その一部が廃液１２０として漏れ出すことも考えられる。このような廃液１２０が生じると、造形台１０３から廃液１２０が流れ出して、造形台１０３の下方に配置される制御装置や、積層方向走査駆動部等を構成するボールネジ等に悪影響を与えるという問題が生じる。

また供給部１１０から吐出されるインクは、例えば紫外線硬化性樹脂を成分としており、紫外線光源からの紫外線を照射されて初めて硬化するものを用いる。したがって紫外線光源１１７が何らかの原因で紫外線を照射できなかった場合には、紫外線硬化樹脂が硬化せず、そのまま造形台１０３上に拡がってしまうことも考えられる。その場合には廃液１２０には、サポート材インクから生じた廃液１２０のみならず、硬化していない他の有色インクなども含まれて造形台１０３から流下して、立体造形装置１に悪影響を与えてしまうという課題がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、造形台上に生じる廃液（液体）が、造形台から流下することを阻止する仕組みを持つ立体造形装置を提供しようとするものである。

本発明では、造形台自体、または造形台の近傍に、インク由来の液体等の流出を防止する液体流出防止部を設けて、立体造形装置自体への影響を軽減することとする。

（１）本発明は、立体造形物を造形するための造形台と、前記立体造形物を造形するための液体を、前記造形台上に供給する供給部と、前記液体が前記造形台から流出することを防止する液体流出防止部と、
を備え、前記液体流出防止部は、前記造形台からの当該液体流下を阻止する阻止部、又は、前記造形台から流下した当該液体を受ける受け部を有することを特徴とする立体造形装置を提供する。

上記（１）に記載の発明によれば、立体造形物を造形するための液体が、予期せず造形台から流出し、造形台から流下してしまう可能性が生じても、それらの液体が立体造形装置に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

（２）本発明は、前記造形台について、前記供給部に対向する面を造形台の表面と定義するとき、前記阻止部は、前記造形台の表面に形成される溝状の凹部、又は、前記造形台の表面に形成される壁状の凸部であることを特徴とする上記（１）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（２）に記載の発明によれば、液体流出防止部として造形台の表面に、溝状の凹部、又は、壁状の凸部が形成されるので、立体造形物を造形するための液体、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等が造形台から流下することを阻止することが可能になり、造形台の下方に配置される制御装置や、駆動部等へ悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

（３）本発明は、前記受け部は、前記造形台の横側又は下方に配設され、前記造形台から流下した前記液体を受ける樋状の凹部であることを特徴とする上記（１）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（３）に記載の発明によれば、液体流出防止部として、液体を受ける樋状の凹部が造形台の横側又は下方に配設されるので、樋状の凹部が造形台から流下した液体を受けることが可能になり、造形台の下方に配置される制御装置や、駆動部等へ悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

（４）本発明は、前記溝状の凹部の底面には、前記造形台の表面の裏側である裏面側に貫通形成される貫通孔である透孔部と、当該透孔部を介して前記裏面側に流下した前記液体を溜める貯留部と、を有することを特徴とする上記（２）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（４）に記載の発明によれば、溝状の凹部が貫通孔である透孔部を有し、透孔部を介して流下した液体を溜める貯留部をさらに有するので、立体造形物を造形するための液体、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等が、排出貯留可能になり、それら液体が造形台から流下して立体造形装置に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

（５）本発明は、前記樋状の凹部の底面には、前記造形台の表面の裏側である裏面側に貫通形成される貫通孔である透孔部と、当該透孔部を介して前記裏面側に流下した前記液体を溜める貯留部とを有することを特徴とする上記（３）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（５）に記載の発明によれば、樋状の凹部が貫通孔である透孔部を有し、透孔部を介して流下した液体を溜める貯留部をさらに有するので、立体造形物を造形するための液体、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等が、排出貯留可能になり、それら液体が造形台から流下して立体造形装置に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

（６）本発明は、前記液体流出防止部は、前記造形台の表面に設けられ前記立体造形物が造形される造形領域を囲むように全周に連続して形成される上記（１）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（６）に記載の発明によれば、液体の流出を防ぎ得る液体流出防止部が、立体造形物が造形される造形領域を囲むように設けられるので、造形領域内で生じた液体を漏れなく受け止められ、当該液体が造形台の下方に配置される制御装置や、駆動部等に悪影響を及ぼし難くするという優れた効果を奏する。

（７）本発明は、前記液体流出防止部は、前記液体を受ける受け面と、前記受け面から上向きに連続して立設されることで前記受け面とともに前記液体を保持する保持壁と、を有し、前記液体流出防止部は、前記造形台と床との間に配設されることにより、前記造形台からの前記液体を受けることを特徴とする上記（１）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（７）に記載の発明によれば、液体流出防止部が液体を受ける受け面と、受け面から上向きに連続して立設されることで受け面とともに液体を保持する保持壁とを有し、その液体流出防止部が造形台と床との間に配設されることにより、造形台からの液体の流下を阻止することができる。したがって、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等を受けとめ可能となり、立体造形物を構成すべきインクが硬化せずに廃液が生じた場合や、またサポート層の材料であるサポート材インクからしみ出して廃液が生じた場合に、液体が造形台から流下しても、当該液体を受け止めて、それら廃液が造形台の下方に配置される制御装置や、駆動部等に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

（８）本発明は、前記立体造形装置は、前記液体としての紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線光源とを備え、前記液体の少なくとも一部は、未硬化の前記紫外線硬化型インクであることを特徴とする上記（１）乃至上記（７）のうちのいずれか一項に記載の立体造形装置を提供する。

吐出部から吐出されるインクが紫外線硬化樹脂を含み、紫外線が照射されることで硬化する紫外線硬化型インクである場合に、例えば紫外線光源の故障などで紫外線が照射できないと立体造形物を構成すべきインクやサポート材インクが硬化せずに廃液が生じる。上記（８）に記載の発明によれば、インクが硬化せずに生じた廃液が、造形台から流下するのを阻止すること、又は、廃液が造形台から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置自体に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

（９）前記立体造形装置は、サポート材としての前記紫外線硬化型インクであるサポート材インクを硬化させる紫外線光源を備え、前記液体の少なくとも一部は、前記立体造形物の造形後、前記紫外線光源によって硬化された前記サポート材インクからしみ出す液体であることを特徴とする上記（８）に記載の立体造形装置を提供する。

上記（９）に記載の発明によれば、サポート層の材料であるサポート材インクが空気中の水分を吸湿して、例えばインクの成分がしみ出して廃液を生じる場合にも、廃液が造形台から流下するのを阻止すること、又は、廃液が造形台から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

（１０）本発明は、前記立体造形装置は、前記液体として前記立体造形物を構成する造形材料からなる層を複数積層して造形するための平坦化ローラを備え、前記液体の少なくとも一部は、前記層を形成する際に、その内部に配設された後、当該層の前記平坦化ローラによる平坦化に伴って前記内部から溢れる水であることを特徴とする上記（８）に記載の立体造形装置を提供する。

立体造形物を造形する際、造形物の内部に水を注入する場合がある。上記（１０）に記載の発明によれば、平坦化ローラによりインクの一部を平坦化する際に、予期せず漏れ出てしまう水が造形台から流下することを阻止できる、又は、水が造形台から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置の制御装置などに悪影響を与え難くなるという優れた効果を奏する。

本発明の請求項１〜１０に記載の立体造形装置によれば、例えば立体造形物を構成すべきインクやサポート材インクが硬化せずに廃液が生じた場合であっても、またサポート材インクからしみ出して廃液が生じた場合であっても、造形台から廃液が流下することを阻止するか、あるいは、造形台から廃液が流下しても受け止めるので、立体造形装置に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

（Ａ）本発明の第一実施形態に係る立体造形装置であって、造形台の造形領域の周囲に凹部である溝状の液体流出防止部を設けるものの断面図である。（Ｂ）溝状の液体流出防止部を備えた造形台の上面図である。 （Ａ）本発明の第二実施形態に係る立体造形装置であって、造形台に設けられた液体流出防止部が貫通孔である透孔部を有するものの上面図である。（Ｂ）造形台のＡＡ矢視断面図である。（Ｃ）造形台のＢＢ矢視断面図である。 （Ａ）本発明の第三実施形態に係る立体造形装置であって、造形台の外縁下方に、液体を受ける樋状の液体流出防止部を備えたものの断面図である。（Ｂ）樋状の液体流出防止部を備えた造形台の上面図である。 （Ａ）本発明の第四実施形態に係る立体造形装置の備える造形台であって、造形台の下に皿状の液体流出防止部を設けるものの断面図である。（Ｂ）本発明の第五実施形態に係る立体造形装置の備える造形台であって、造形台の外縁に沿って、液体を受ける液体流出防止部を設けるものの断面図である。（Ｃ）本発明の第六実施形態に係る立体造形装置の備える造形台であって、造形台の外周に沿って窪んだ受け面を備えるものを示す断面図である。 本発明の第七実施形態に係る立体造形装置であって、造形台上に生じる廃液を導く流路と、その流路に接続されて廃液を吸引する吸引装置を備えるものを説明する説明図である。 （Ａ）立体造形物を造形する立体造形装置の構成を説明する説明図である。（Ｂ）立体造形物が造形される造形台上に吐出されたインク由来の廃液が溜まってしまった状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図５は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

なお本発明の実施形態に係る立体造形装置１は、特に説明をする点を除き、図６（Ａ）と図６（Ｂ）で説明した公知の立体造形装置と同一又は同様の構成と特徴を有して良い。具体的には、立体造形装置１は、インクジェットヘッドを用いて造形物の材料となるインク等の液滴を吐出することで、立体造形を行う公知の造形装置と同一又は同様の特徴を有して良い。また立体造形装置１は、図示した構成以外にも、造形物の造形等に必要な各種構成を更に備えて良い。本明細書中において液体、廃液とは、例えば供給部（ヘッド部）１０から供給されるインクのうち硬化せずに流出したものや、造形中に造形物に注入された水などの液体、造形物やサポート層からしみ出した液体等を意味する。

図１（Ａ）本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１であって、造形台３の立体造形物が造形される造形領域２８の周囲に凹部である溝状の液体流出防止部２０を備えたものの断面図である。

具体的には、立体造形装置１は、立体造形物を造形するための造形台３と、立体造形物を造形するための液体を、造形台３上に供給する供給部１０と、当該液体が造形台３から流出することを防止する液体流出防止部２０とを備える。

立体造形装置１は、供給部１０に設けられた立体造形のためのインクを吐出する吐出部５と、吐出部５に対して図中Ｚ方向にその平面部を対向して配置される造形台３を備える。造形台３は、立体造形物が造形される略平坦な上面（表面）３０を有する。立体造形装置１は、予め設定された主走査方向（図中Ｙ方向）へ造形中の立体造形物１１２（図６（Ａ）参照）に対して相対的に移動しつつインクを吐出する主走査動作を吐出部に行わせる主走査駆動部１２２（図６（Ａ）参照）と、副走査方向（図中Ｘ方向）へ吐出部５を立体造形物１１２に対して相対的に移動させる副走査駆動部１２５（図６（Ａ）参照）と、インクが積層される方向である積層方向（図中Ｚ方向）へ、吐出部５に対して相対的に造形台３を移動させる積層方向走査を行わせる積層方向駆動部１３５（図６（Ａ）参照）と、立体造形物１１２の造形処理全体を制御する制御装置１３０（図６（Ａ）参照）をさらに備える。

制御装置１３０（図６（Ａ）参照）はＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域、記憶領域として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。

吐出部５は、造形中の立体造形物１１２を支えるサポート層１１５（図６（Ａ）参照）の材料であるサポート材インクを吐出する吐出ヘッドであるサポート材用ヘッドと、立体造形物１１２を構成する造形物用インクを吐出する吐出ヘッドである造形物用ヘッドを有し、造形物用インクは、紫外線硬化型インクである。

なおここで造形物用インクとは、例えば有色インク、造形材用インク、白インク、クリアインクのことである。

具体的に、吐出部５はサポート材用ヘッド（ヘッドについては図示省略）、複数の有色インク用ヘッド、造形材用ヘッド、白インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、複数の紫外線光源７、及び平坦化ローラ（図示省略）を有する。

有色インク用ヘッド、造形材用ヘッド、白インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及びサポート材用ヘッドは、インクジェット方式で液滴を吐出するインクジェットヘッドである。また、本実施形態において、有色インク用ヘッド、造形材用ヘッド、白インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及びサポート材用ヘッドは、紫外線硬化型インクの液滴を吐出するインクジェットヘッドであり、副走査方向（Ｘ方向）における位置を揃えて、主走査方向（Ｙ方向）へ並べて配設される。

有色インク用ヘッド、造形材用ヘッド、白インク用ヘッド、クリアインク用ヘッド、及びサポート材用ヘッドとしては、例えば、公知のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。また、これらのインクジェットヘッドは、造形台３と対向する面に、複数のノズルが副走査方向へ並ぶノズル列を有する。この場合、各インクジェットヘッドのノズルは、造形台３へ向かう方向（図中Ｚ方向下向き）へ液滴を吐出する。

なお造形材を形成する造形材用インクは用いなくても良い。

サポート材用ヘッドは、サポート層１１５（図６（Ａ）参照）の材料を含む液滴を吐出するインクジェットヘッドである。サポート層１１５の材料としては、例えば、立体造形物１１２の造形後に水で溶解可能な水溶性の材料を好適に用いることができる。また、この場合、立体造形物１１２（図６（Ａ）参照）を構成する材料よりも紫外線による硬化度が弱く、分解しやすい材料を用いることが好ましい。また、より具体的に、サポート層１１５の材料としては、例えば、サポート層用の公知の材料を好適に用いることができる。

サポート層１１５とは、例えば、オーバーハング形状を有する立体造形物１１２を造形する場合等の造形時に、オーバーハング形状の部分の下に形成される積層構造物のことである。サポート層１１５は、立体造形物１１２の造形時において、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。

造形台３は、造形中の立体造形物１１２を支持する台状部材であり、供給部１０におけるインクジェットヘッドと対向する位置に配設され、造形中の立体造形物１１２を、その上面に載置する。また、本実施形態において、造形台３は、少なくとも上面が積層方向へ移動可能な構成を有しており、積層方向駆動部１３５（図６（Ａ）参照）に駆動されることにより、立体造形物１１２の造形の進行に合わせて、少なくとも上面が移動する。この場合、積層方向とは、例えば、積層造形法において造形の材料が積層される方向のことである。また、より具体的に、本実施形態において、積層方向は、立体造形装置１において予め設定される主走査方向（図中のＹ方向）及び副走査方向（図中のＸ方向）と直交する方向（図中のＺ方向）である。

造形台３は略平坦な上面３０を備え、上面３０をアルマイト処理されたアルミニウムの平板である。上面３０の表面粗さは、例えば算術平均粗さで２００ミクロンである。

造形台３の上面３０には、立体造形物１１２が造形される造形領域２８が設けられる。造形領域２８は造形台３の中央近傍に設けられることが望ましい。

造形台３は、上面３０の造形領域２８の周囲に溝状の液体流出防止部２０を備える。溝状の液体流出防止部２０は造形台３に形成され、保持壁２２と、受け面２６で構成される、例えば環状の凹部である。

具体的には、液体流出防止部２０は、例えばインクまたはインクを構成する成分を含む廃液１２０を受けとめる受け面２６と、受け面２６から上向きに連続して立設されることで受け面２６とともに液体を保持する保持壁２２を有する。溝状の液体流出防止部２０は造形台３の上面３０に形成された凹部であり、例えば５ｍｍ〜１ｃｍの幅Ｗを持ち、Ｚ方向下向きに例えば５ｍｍ〜１ｃｍの深さＤを有する。

なお保持壁２２は、保持壁２２の内壁が構成する面と上面３０となす角度が鉛直方向下向きでない場合を当然に含む。具体的には保持壁２２が構成する内壁面と上面３０のなす角度が、９０°未満や、９０°より大きい傾斜面を持つ場合も含まれる。

また溝状の液体流出防止部２０は、受け面２６の面積が小さい場合を含む。具体的には溝状の液体流出防止部２０の断面が略Ｖ字形状のＶ字溝や、溝状の液体流出防止部２０の断面が略Ｕ字形状のＵ字溝であっても良い。

図１（Ｂ）は、溝状の液体流出防止部２０を備えた造形台３の上面図である。溝状の液体流出防止部２０は、造形領域２８を囲むように上面３０において、例えば環状に形成される。具体的には受け面２６と、保持壁２２は連続して形成され、造形領域２８の周囲に設けられる溝状の液体流出防止部２０を構成する。

次に、上記した第一実施形態に係る立体造形装置１の動作を説明する。

溝状の液体流出防止部２０は、造形領域２８内で生じた廃液１２０（図６（Ｂ）参照）を受け止める。造形領域２８内で生じた廃液１２０は、吐出部５が吐出したインクまたはインクを構成する成分を含む。具体的には廃液１２０の少なくとも一部は、立体造形物１１２の造形後にサポート材インク等からしみ出した液体である。また廃液１２０の少なくとも一部は硬化していない造形物用インク、具体的には紫外線硬化型インクである。

本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、立体造形物を造形するための液体１２０が、予期せず造形台３上から流出し、造形台３から流下してしまう可能性が生じても防止することが可能なので、それらの液体１２０が立体造形装置１に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、造形台３の上面（表面）３０に液体流出防止部２０として凹部が形成されるので、立体造形物を造形するための液体、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体１２０等を受けられるので、造形台３から液体１２０が流下することを阻止することが可能になり、造形台３の下方に配置される制御装置や、駆動部等へも悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、液体１２０の流出を防ぎ得る液体流出防止部２０が、立体造形物が造形される造形領域２８を囲むように設けられるので、造形領域２８内で生じた液体１２０を漏れなく受け止めて、造形台から流下することを阻止でき、当該液体１２０が造形台３の下方に配置される制御装置や、駆動部等に悪影響を及ぼし難くするという優れた効果を奏する。

吐出部５から吐出されるインクが紫外線硬化樹脂を含み、紫外線が照射されることで硬化する紫外線硬化型インクである場合に、例えば紫外線光源７の故障などで紫外線が照射できないと立体造形物を構成すべきインクやサポート材インクが硬化せずに廃液が生じる。本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、インクが硬化せずに生じた廃液１２０が造形台から流下するのを阻止すること、又は、廃液１２０が造形台から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置自体に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、サポート層の材料であるサポート材インクが空気中の水分を吸湿して、例えばインクの成分がしみ出して廃液１２０を生じる場合にも、廃液１２０が造形台３から流下するのを阻止すること、又は、廃液１２０が造形台３から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置１に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

立体造形物を造形する際、造形物の内部に水を注入する場合がある。上本発明の第一実施形態に係る立体造形装置１によれば、平坦化ローラによりインクの一部を平坦化する際に、予期せず漏れ出てしまう水が造形台３から流下することを阻止できる、又は、水が造形台３から流下しても受け止めることができるので、立体造形装置１の制御装置などに悪影響を与え難くなるという優れた効果を奏する。
立体造形装置１の制御装置などに悪影響を与え難くなるという優れた効果を奏する。

図２（Ａ）は、本発明の第二実施形態に係る立体造形装置１であって、造形台３に設けられた液体流出防止部２０が貫通孔である透孔部３２を有するものの上面図である。具体的には液体流出防止部２０は、本発明の第一実施形態と同様に造形台３に形成される溝状の凹部であり、本第二実施形態において液体流出防止部２０は、造形台３に形成される貫通孔である透孔部３２を少なくとも一つ有する。

図２（Ｂ）は、造形台３の図２（Ａ）におけるＡＡ矢視断面図である。造形台３は貫通孔である透孔部３２を有する。

図２（Ｃ）は、造形台３の図２（Ａ）におけるＢＢ矢視断面図である。受け面２６は、透孔部３２に向かって下向きの傾斜を有する。このような傾斜を設けることで、廃液１２０が容易に透孔部３２へと導かれる。透孔部３２の下部には、廃液１２０を貯留する貯留部（図示省略）を設けることが望ましい。

本発明の第二実施形態に係る立体造形装置１によれば、溝状の凹部が貫通孔である透孔部３２を有し、透孔部３２を介して流下した液体１２０を溜める貯留部をさらに有するので、立体造形物を造形するための液体１２０、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等が、排出貯留可能になり、それら液体が造形台３から流下して立体造形装置１に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

図３（Ａ）は、本発明の第三実施形態に係る立体造形装置１であって、造形台３の外縁３５の下方に、液体を受ける液体流出防止部４０を備えたものの断面図である。

供給部１０については、前述した本発明の第一実施形態と同様の構成なので記載は省略する。本実施形態においては、造形台３と液体流出防止部４０は別体であってよい。

具体的には、液体流出防止部４０は、廃液１２０を受ける受け面２６と、受け面２６から上向きに連続して立設されることで受け面２６とともに廃液１２０を保持する保持壁２２とを有し、液体流出防止部４０は、造形台３と床との間に配設されることにより、造形台３からの廃液１２０の流下を阻止する。

液体流出防止部４０は、例えば樋のような上部が解放された流路構造を持つことが望ましい。

図３（Ｂ）は、液体流出防止部４０を備えた造形台３の上面図である。造形台３の外縁３５の図中Ｚ軸方向下向きに液体流出防止部４０が設けられる。したがって造形領域２８で生じた廃液１２０は、造形台の外縁３５から図中Ｚ軸方向下向きに流下して、液体流出防止部４０に受け止められる。

本発明の第三実施形態に係る立体造形装置１によれば、液体流出防止部４０が液体を受ける受け面と、受け面から上向きに連続して立設されることで受け面とともに液体を保持する保持壁とを有し、その液体流出防止部４０が造形台３と床との間に配設されることにより、造形台３からの液体１２０の流下を阻止することができる。したがって、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体１２０等を受けとめ可能となり、立体造形物を構成すべきインクが硬化せずに廃液が生じた場合や、またサポート層の材料であるサポート材インクからしみ出して廃液１２０が生じた場合に、廃液１２０が造形台３から流下しても、当該廃液１２０を受け止めて、廃液１２０が造形台３の下方に配置される制御装置や、駆動部等に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

図４（Ａ）は、本発明の第四実施形態に係る立体造形装置１の備える造形台３であって、造形台３の下に皿状の液体流出防止部４０を設けるものの断面図である。具体的には、液体流出防止部４０は、受け面２６と、受け面２６から上向きに連続して立設されることで受け面２６とともに廃液１２０を保持する保持壁２２とを有する。

皿状の液体流出防止部４０が造形台３と床との間に配設されることにより、造形台３からの廃液１２０の流下を阻止することができる。したがって、例えばインクやインクを構成する成分を含む液体等を受けとめ可能となり、立体造形物を構成すべきインクが硬化せずに廃液が生じた場合や、またサポート材インク等からしみ出して廃液１２０が生じた場合に、それら廃液１２０を液体流出防止部４０が受け止めて、廃液１２０が造形台３の下方に配置される制御装置や、駆動部等に悪影響を及ぼし難いという優れた効果を奏する。

図４（Ｂ）は、本発明の第五実施形態に係る立体造形装置１の造形台３であって、造形台３の外縁３５に沿って、廃液１２０を受ける液体流出防止部４０を設けたものの断面図である。本実施形態において、立体造形装置１は、供給部１０（図１（Ａ）参照）等を当然に備えるが、前述した第一実施形態と同様の構成なので記載を省略する。

造形台３の造形台の外縁３５には液体流出防止部４０が備えられる。具体的には液体流出防止部４０は、保持壁２２の下方に配置される受け面２６と、受け面２６から上向きに連続して立設されることで受け面２６とともに廃液１２０を保持する保持壁２２で構成され、造形台３の外周に沿って環状に設けられる。造形領域２８で生じた廃液１２０は、保持壁２２から図中Ｚ方向下向きに落ちて、受け面２６に受け止められて、受け面２６と保持壁２２により保持される。液体流出防止部４０は造形台３と別体であってよい。また液体流出防止部の上部３７は造形領域２８と同じ平面上か、図中Ｚ方向下方にあることが望ましい。廃液１２０が上面３０上に溜まってしまうことを避けるためである。また液体流出防止部４０と造形台の外縁３５の間には隙間が無いことが望ましい。

図４（Ｃ）は、本発明の第六実施形態に係る立体造形装置１の造形台３であって、造形台３の外縁に造形台３と一体の窪んだ受け面２６と保持壁２２を備えるものを示す断面図である。本第六実施形態において、立体造形装置１は、供給部１０（図１（Ａ）参照）等を当然に備えるが、前述した第一実施形態と同様の構成なので記載を省略する。本実施形態では、造形台３の外周に沿って環状に受け面２６が設けられる。造形領域２８で生じた廃液１２０は上面３０から流下しても、受け面２６で受け止められて、受け面２６と保持壁２２により保持される。

図５は、本発明の第七実施形態に係る立体造形装置１であって、造形台３上に生じる廃液１２０を導く流路６０と、その流路６０に接続されて廃液１２０を吸引する吸引装置４５を備えるものを説明する説明図である。

具体的には、立体造形装置１は、廃液１２０を液体流出防止部２０から所定の場所に回収可能な流路６０を有する。また立体造形装置１は、流路６０に接続されて廃液１２０を吸引する吸引装置４５をさらに備える。

供給部１０については、前述した本発明の第一実施形態と同様の構成なので記載は省略する。

造形台３の外周に沿って、造形領域２８の周囲において環状に溝状の液体流出防止部２０が設けられ、溝状の液体流出防止部２０は、廃液１２０を流路６０に流出させるための廃液孔６２を少なくとも一つ備える。造形領域２８で生じた廃液１２０は、上面３０を流れて溝状の液体流出防止部２０に流れ込み、廃液孔６２から流路６０に導かれる。廃液１２０は流路６０から吸引装置４５によって吸引されて廃液貯留部５０に貯留される。

本発明の第七実施形態に係る立体造形装置１によれば、造形台３上で生じた廃液１２０を液体流出防止部２０から導く流路６０を有するので、造形台３上に生じた廃液１２０を所定の場所に回収することで予期せぬ事故を防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の第七実施形態に係る立体造形装置１によれば、廃液１２０を導く流路６０と、流路６０に接続されて廃液１２０を吸引する吸引装置４５とをさらに備えるので、造形台３上に生じた廃液１２０を吸引して造形台３上を常に液体が少ない状態に保つことができるので、廃液１２０が造形台３から流下することを阻止し、廃液１２０が造形台３の下方に配置された制御装置や駆動部等に悪影響を及ぼし難くなるという優れた効果を奏する。

尚、本発明の立体造形装置および立体造形方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、立体造形装置は、液体流出防止部として、例えば造形台の外周に沿って鉛直方向上向きに立設された壁部を設けて、廃液が造形台から流下することを阻止しても良い。

また各実施形態における液体流出防止部の受け面に傾斜を付けて、廃液が特定方向に流れやすくすることも考えられる。

前述した複数の実施形態を組み合わせることも考えられる。例えば立体造形装置が、造形台上に形成された溝状の液体流出防止部と、造形台と床の間に設ける樋構造を、合わせて備えることも考えられる。その場合、より効果的に、廃液を造形台上から除去することが可能になり、且つ、造形台の下に配設される制御装置への悪影響を防止することが可能になるという効果を奏する。

１ 立体造形装置
３ 造形台
５ 吐出部
７ 紫外線光源
１０ 供給部（ヘッド部）
２０ 液体流出防止部
２２ 保持壁
２６ 受け面
２８ 造形領域
３０ 上面（表面）
３２ 透孔部
３５ 造形台の外縁
３７ 液体流出防止部の上面
４０ 液体流出防止部
４５ 吸引装置
５０ 廃液貯留部
５５ 廃液（液体）
６０ 流路
６２ 廃液孔
１０１ 立体造形装置
１０３ 造形台
１１０ 供給部（ヘッド部）
１１２ 立体造形物
１１４ 吐出部
１１５ サポート層
１１７ 紫外線光源
１２０ 廃液（液体）
１２２ 主走査駆動部
１２５ 副走査駆動部
１３０ 制御装置
１３５ 積層方向走査駆動部

Claims (10)

1. 立体造形物を造形するための造形台と、
   前記立体造形物を造形するための液体を、前記造形台上に供給する供給部と、
   前記液体が前記造形台から流出することを防止する液体流出防止部と、
   を備え、
   前記液体流出防止部は、前記造形台からの当該液体流下を阻止する阻止部、又は、前記造形台から流下した当該液体を受ける受け部を有することを特徴とする立体造形装置。
2. 前記造形台について、前記供給部に対向する面を造形台の表面と定義するとき、
   前記阻止部は、前記造形台の表面に形成される溝状の凹部、又は、前記造形台の表面に形成される壁状の凸部であることを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
3. 前記受け部は、前記造形台の横側又は下方に配設され、前記造形台から流下した前記液体を受ける樋状の凹部であることを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
4. 前記溝状の凹部の底面には、前記造形台の表面の裏側である裏面側に貫通形成される貫通孔である透孔部と、
   当該透孔部を介して前記裏面側に流下した前記液体を溜める貯留部と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の立体造形装置。
5. 前記樋状の凹部の底面には、前記造形台の表面の裏側である裏面側に貫通形成される貫通孔である透孔部と、
   当該透孔部を介して前記裏面側に流下した前記液体を溜める貯留部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の立体造形装置。
6. 前記液体流出防止部は、前記造形台の表面に設けられ前記立体造形物が造形される造形領域を囲むように全周に連続して形成される請求項１に記載の立体造形装置。
7. 前記液体流出防止部は、
   前記液体を受ける受け面と、
   前記受け面から上向きに連続して立設されることで前記受け面とともに前記液体を保持する保持壁と
   を有し、
   前記液体流出防止部は、前記造形台と床との間に配設されることにより、前記造形台からの前記液体を受けることを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
8. 前記立体造形装置は、前記液体としての紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線光源とを備え、
   前記液体の少なくとも一部は、未硬化の前記紫外線硬化型インクであることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の立体造形装置。
9. 前記立体造形装置は、サポート材としての前記紫外線硬化型インクであるサポート材インクを硬化させる紫外線光源を備え、
   前記液体の少なくとも一部は、前記立体造形物の造形後、前記紫外線光源によって硬化された前記サポート材インクからしみ出す液体であることを特徴とする請求項８に記載の立体造形装置。
10. 前記立体造形装置は、前記液体として前記立体造形物を構成する造形材料からなる層を複数積層して造形するための平坦化ローラを備え、
    前記液体の少なくとも一部は、前記層を形成する際に、その内部に配設された後、当該層の前記平坦化ローラによる平坦化に伴って前記内部から溢れる水であることを特徴とする請求項８に記載の立体造形装置。

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