JP3889668B2

JP3889668B2 - 光造形装置とリコータ

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Publication number: JP3889668B2
Application number: JP2002145382A
Authority: JP
Inventors: 龍夫犬伏; 好一大場
Original assignee: CMET Inc
Current assignee: CMET Inc
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003334863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光造形装置に関し、詳しくは、光造形装置の液面センサ及びリコータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワーク沈下法に基づく光造形装置１の典型例を図１に模式的に示す。この光造形装置１は、タンク２と、液面センサ３と、光照射装置５と、液面調節装置７と、ベースプレート６と、リコータ４とを備えている。
このタイプの光造形装置１は、タンク２に貯留した光硬化液Ｒ中に、鉛直方向に昇降移動するベースプレート６を水平に配置するとともに、ベースプレート６の表面と液面との間に所定の間隔をおき、所定の厚みの光硬化性液Ｒをベースプレート６上方に供給しておく。そして、光照射装置５からベースプレート６上方の光硬化性液Ｒの液面に対してレーザー等の光を照射する。このことによって当該光照射部分が光硬化し、所定の厚みの光硬化体Ｓがベースプレート６の上面に形成される。
次いで、光硬化体Ｓの上面と液面との間に上記と同じ間隔（厚み）が得られるようにベースプレート６を所定の距離だけ鉛直方向に降下させ、所定の厚みの光硬化性液Ｒを当該光硬化体Ｓの上方に供給しておく。そして、当該光硬化性液Ｒに対して同様に光を照射する。かかるベースプレート４の降下および光照射処理を繰り返すことにより、所定の厚みの光硬化体Ｓがベースプレート４上に順次積層される。なお、かかる光照射は、目的物の立体形状を上下方向に等間隔の水平面でスライスして得た断面図形データ（通常、ＣＡＤシステムによって得られる）に基づいて行われる。これにより、当該断面図形データに対応する形状の光硬化体（光硬化層）が次々と積層されていくこととなり、最終的に目的とする３次元形状の物体が造形される。
【０００３】
ところで、図示するタイプの光造形装置１では、ベースプレート６を支持する軸６Ａの降下の度合（即ち硬化性液Ｒ中に沈下する度合）や光硬化性液Ｒの光硬化時における収縮反応等によって、タンク２内の液面Ｒ₀の高さが変動する。しかし、正確な形状の光硬化体Ｓを積層するには、光照射装置５から液面Ｒ₀までの距離（即ち焦点距離）が変動しないように液面Ｒ₀の高さを常に一定に調節する必要がある。
そこで、かかるタイプの光造形装置１では、光硬化体Ｓを形成・積層する過程において、液面センサ３で液面Ｒ₀の高さを継続的に検出している。そして、その検出値に応じて液面調節装置７（例えば鉛直方向に移動する錘）を適宜作動させ、光照射の前に液面Ｒ₀を一定の高さに保つ処理が行われる。従来、この種の液面センサ３は、造形物と干渉しないように、タンク２の側壁２Ａの一部に設置されており、タンク２の比較的隅の部分の液面高さを検出していた。
【０００４】
図１に示すタイプの光造形装置１では、上述のように光硬化体Ｓを積層する度にベースプレート６を所定の距離だけ鉛直方向に降下させるが、その距離はせいぜい０．２ｍｍか又はそれ以下である。この程度の僅かな降下では、光硬化性液Ｒの表面張力等に阻まれる結果、光硬化性液Ｒがベースプレート６上に積層した光硬化体Ｓの上面全域に均等の厚さで供給され難い。
そこで、従来の光造形装置１では、リコータ（recoater）４と呼ばれる装置が別途備えられている。かかるリコータ４は、光硬化性液Ｒの液面Ｒ₀よりも僅かに上方に配置され、該リコータ４の下部に光硬化性液Ｒを吸入・保持しつつ液面Ｒ₀上を水平移動する装置である。而して、ベースプレート６及びそこに積層されている光硬化体Ｓの上方をリコータ４が通行することによって光硬化性液Ｒの表面張力を打破し、当該光硬化体Ｓの上面に光硬化性液Ｒが均等の厚さ（深さ）で供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１に示すタイプの光造形装置１では、従来、次のような問題点があった。
すなわち、リコータ４を水平移動させてベースプレート６及び光硬化体Ｓの上方に光硬化性液Ｒを供給すると、そのリコータ４の動きに因ってタンク２内の液面Ｒ₀が、しばらくの間、揺動（波打ち）してしまう。このため、リコータ４を水平移動させた後、しばらくの間は上記液面センサ３による正確な液面Ｒ₀の高さの検出が困難であった。従って、従来の光造形装置１を用いて光造形を行う場合、リコータ４を作動させて光硬化体Ｓの上方に光硬化性液Ｒを供給した後、タンク２内の液面Ｒ₀の揺動が収まる（静止する）のを待って液面センサ３による液面高さの検出を行っていた。そして、必要に応じて液面調節装置７によって液面Ｒ₀の高さを調整した後に光照射処理（光硬化処理）を行っていた。
【０００６】
このように、従来の光造形装置１では、リコータ４を作動させた後、液面センサ３による液面高さの検出を開始する迄に相当の待ち時間（即ち液面Ｒ₀の揺動が収まるまでの時間）があった。この待ち時間（即ちリコータ４の水平移動後、液面測定処理及び液面調節処理を行うまでの時間）は光造形処理の進行を遅延させ、その迅速化及び／又は効率化を阻む要因となる。従って、かかる待ち時間を短縮化し得る技術の開発が要望されている。
そこで本発明は、上記待ち時間を短縮して迅速に光造形処理を実行し得る技術の開発を課題とし、そのような技術を具現化した光造形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明者は、リコータを作動（水平移動）させることによって生じた揺動液面が時間の経過とともにどのように推移して元の静止状態の液面に戻るかを詳細に検討し、図２〜図５に示すような現象を明らかにした。
すなわち、図２に示すようにｔ₀時においてリコータ１４を図中矢印方向に水平移動させはじめ、ベースプレート１６（図３参照）及び光硬化体の上方に光硬化性液Ｒを供給する。ｔ₁時においてその作業を終了し、液面Ｒ₀上を水平移動してきたリコータ１４を所定の位置に停止させる。このとき、リコータ１４の移動によって図示されるような揺動（波打ち）が液面Ｒ₀に生じている。具体的には、リコータ１４の進行方向前方の液面Ｒ_fはリコータ１４の進行に伴って本来の液面Ｒ₀（点線で表示）よりも隆起した波紋を形成する一方、リコータ１４の進行方向後方の液面Ｒ_bはリコータ１４の進行に引きずられるようにして、本来の静止液面Ｒ₀よりも沈降している。なお、図示は縦方向の倍率を著しく拡大して示している。
【０００８】
次いで、図２に示す状態の揺動液面Ｒ_f＆Ｒ_bがリコータ１４の停止後（即ちｔ₁時以降）にどのように推移して本来の静止状態の液面Ｒ₀に戻るかを詳細に検討した。
そして、図３、図４及び図５に示すように、リコータ１４の水平移動によって生じた揺動液面Ｒ_f＆Ｒ_bは、先ず、水平移動後に停止したリコータ１４の近傍から本来の静止状態の液面Ｒ₀に戻っていき、時間の経過（ｔ₁→ｔ₂→ｔ₃→ｔ₄）とともに斯かる液面Ｒ₀の沈静化が段々とリコータ１４の遠方に及んでいくことを突き止めた。而して、本発明者は、かかる静止液面Ｒ₀の回復機序の解明に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明によって提供される光造形装置は、光硬化性液を貯留するタンクと、タンク内に配置されているとともに光硬化性液の液面に光が照射されることによって形成される光硬化体を積層するベースプレートと、光硬化性液の液面のやや上方高さにおいて水平方向に移動可能に設置されているとともに移動することによって光硬化体の上方に光硬化性液を導入するリコータと、リコータに追従して移動するとともに光硬化性液の液面の高さを検出する液面センサとを有する。
【００１０】
本発明の光造形装置では、リコータを作動させてベースプレート及び光硬化体の上方に光硬化性液を供給し終えた後、そのリコータの停止位置又はその近傍の液面の高さを液面センサによって検出する。この構成によると、リコータの停止位置又はその近傍の液面が比較的速やかに本来の静止状態に回復する結果（図３参照）、リコータを作動させた後の上記待ち時間を短縮して従来よりも早い時期に、液面高さの検出および必要ならば液面高さの調節を行うことができる。
すなわち、従来の光造形装置（図１参照）では、上述のとおり、リコータ１４から離れたタンク２の側壁等に液面センサ３を設けていたために、図５に示す状態のとき即ちリコータ１４の動作停止（ｔ₁）から比較的長時間（ｔ₄−ｔ₁）が経過した時期（ｔ₄）に液面高さの検出を行う必要があった。
一方、本発明の光造形装置では、図３に示す状態のとき即ちリコータ１４の動作停止（ｔ₁）から比較的短時間（ｔ₂−ｔ₁）が経過した時期（ｔ₂）に液面高さの検出を行うことができる。このため、本発明の光造形装置によると、上述の待ち時間を短縮し、迅速に光造形処理を進めていくことができる。
【００１１】
本発明の光造形装置としてさらに好ましいものは、前記液面センサが前記リコータに設けられていることを特徴とする。なお、ここで「リコータ」とは、水平移動してベースプレートに積層された光硬化体の上方に光硬化性液を供給する装置全体（リコータ本体及びリコータ本体と一体的に水平移動する付属部材を包含する）をいう。
かかる構成の光造形装置では、水平移動するリコータに付随して液面センサも移動する。このため、リコータの停止位置に拘わらず、常にリコータの停止位置又はその近傍の液面の高さを検出することができる。従って、本構成の光造形装置によると、単純な機構で確実に上述の待ち時間を短縮し得、迅速に光造形処理を行うことができる。
【００１２】
また、本発明は、上記目的を達成する他の側面として、光造形装置に装備されたタンク内に貯留される光硬化性液の液面高さを検出する液面センサを備えたリコータを提供する。
【００１３】
リコータに液面センサを設けた構成とした光造形装置として、特に好ましいものの一つは、前記リコータに測定冶具が脱着可能であり、その測定冶具がリコータに固定されると測定冶具上面がリコータ下端と同一高さに揃い、前記液面センサが測定冶具上面までの距離を測定することによってリコータ下端までの距離を測定することを特徴とする。
このような測定治具を備えることにより、高さゲージ等の高度測定手段を別途用意することなく、リコータに装備された上記液面センサを流用してリコータの下端部の高さを測定することができる。延いては、その測定値に基づいてリコータと液面との間の距離が適切となるように、リコータの高さを調節することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項（例えば液面センサの設置位置）以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば光造形装置の各エレメントを作動させるための制御部の構成、３次元ＣＡＤに基づく図形データの作成）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１５】
図６は、本発明の光造形装置１０として典型的な一実施形態を模式的に示すブロック図である。この図に示すように、本形態の光造形装置１０は、ワーク沈下法に基づいて設計されるものであり、典型的には、タンク１２と、液面センサ１３と、液面調節装置１７と、光照射装置１５と、ベースプレート１６と、リコータ１４と、制御部１１とを備えている。
タンク１２は、光硬化性液（典型的には光硬化性樹脂液）を貯留し得るものであれば、その形状、サイズ、材質に特に制限はない。典型的には、タンクの側壁１２Ａには、リコータ１４を水平移動させるためのガイド部材（レール等）が設けられる（後述する図７参照）。
【００１６】
光照射装置１５は、従来の光造形装置に装備されているものを特に制限なく用いることができる。好ましくは、高輝度の紫外光を発生させ得る光源（種々のレーザ光源が好ましい）１５Ａと適当な光走査手段（典型的にはガルバノミラー等の光偏向デバイス）１５Ｂとを備える。
図６に示すタイプの光造形装置１０に装備されるベースプレート１６としては、ワーク沈下法を実施するために設計されたものであればよく、軸１６Ａを介して図示しないプレート昇降装置に連結する。
【００１７】
液面調節装置１７は、タンク１２内の光硬化性液Ｒの液面Ｒ₀を調節するための装置であればよい。典型的には、一定の体積を有する錘と当該錘を光硬化性液Ｒ中に沈めたり引き上げたりできる昇降装置とから構成される。この種の液面調節装置１７では、光硬化性液Ｒ中に沈ませた錘の体積に応じて液面Ｒ₀の高さを容易に調節することができる。
リコータ１４の本質的な構造自体は、従来の光造形装置に装備されているものと同様のものであればよく、本発明の光造形装置に装備し得るリコータは特定の構造物に限定されない。従来の光造形装置を構築する場合と同様、リコータ１４は、液面Ｒ₀よりも僅かに上方に配置されて液面上を水平移動可能に設置されるとともに、所定の時期にリコータ１４の下端部を光硬化性液Ｒに接触させることができるように設置される。リコータ１４の下端部は、リコータを一旦光硬化性液Ｒに接触させてから液面Ｒ₀よりもやや上方（即ち水平移動させるための所定位置）まで引き上げたときに、光硬化性液Ｒが液面Ｒ₀から持ち上がるようにして当該下端部に吸入・保持された状態を形成し得るように設計されている。
【００１８】
液面センサ１３は、液面高さを測定し得る機構のものであれば、特に制限はない。構造が単純であり信頼性も高いという観点から一般的な光学的手段によるセンサが好適である。
なお、本発明の光造形装置１０では、かかる液面センサ１３は、水平移動したリコータ１４がベースプレート１６上の光硬化体（図示せず）の上方に光硬化性液Ｒを供給し終えて停止した位置又はその近傍の液面の高さを検出し得るように設置する。このことによって、上述の図３に示すように、リコータ１４が停止した時（ｔ₁）からあまり時間が経過していない時期（ｔ_２）に、正確な液面Ｒ₀を検出することができる。
【００１９】
リコータ１４の停止位置又はその近傍の液面Ｒ₀の高さを検出できる限り、液面センサ１３の設置位置は特に限定されない。
図６に模式的に示すように、本発明の実施にあたって特に好ましい液面センサ１３の設置部位はリコータ１４の一部である。液面上を水平移動するリコータ１４そのものに液面センサ１３を設けることによって、リコータ１４の停止位置が水平移動を繰り返す毎に変動する場合であっても、常にリコータ１３の停止位置又はその近傍の液面Ｒ₀の高さを検出することができる。
【００２０】
制御部（コンピュータ）１１は、所定のＣＡＤデータに基づいて、リコータ１４（具体的にはリコータ本体を水平方向及び上下方向に動かすための図示しない駆動装置）、光照射装置１５、ベースプレート１６（具体的にはプレート昇降装置）等を作動させ、光造形処理を行う。また、液面センサ１３から液面検出データを入力し、必要に応じて液面調節装置１７を作動させる。
なお、光造形装置１０の制御手段自体は、従来と同様でよく、本発明を特徴付けるものでもないため、詳細な説明は省略する。
【００２１】
【実施例】
以下に説明する実施例によって、本発明を更に詳細に説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００２２】
図７及び図８は、本発明に係る第１実施例の光造形装置２０を模式的に示す平面図及び部分側面図である。なお、これらの図では、本実施例の説明に必要のない装置類（光照射装置等）は省略している。
図７及び図８に示すように、この光造形装置２０は、光硬化性液Ｒ（典型的にはアクリル系やエポキシ系等の光造形用光硬化性樹脂液）を貯留するタンク２２と、熱硬化性液Ｒ中に沈下した状態で水平に配置されたベースプレート２６と、タンク２２の一方の側壁２２Ａから反対側の側壁２２Ｂに差し渡されるサイズの長板形状のリコータ３０と、液面センサ２３（好ましくは光学式又は超音波式の非接触型センサ）とを備える。
また、これら側壁２２Ａ，２２Ｂの外方には、リコータ３０を水平移動可能に支持するための支持フレーム２７Ａ，２７Ｂが各々設けられている。
【００２３】
図８及び図９に示すように、この実施例のリコータ３０は、大まかにいって、上記一対の支持フレーム２７Ａ，２７Ｂに水平移動可能に連結される可動本体部３１と、リコータの下端部に相当し、液面Ｒ₀のやや上方に配置される作用部３３と、当該作用部３３を可動本体部３１に連結するための連結部３２とから実質的に構成されている。本実施例では作用部３３と連結部３２とは一体に成形されており、連結部３２と可動本体部３１とは、高さ調節機構付きボルト３４Ａ，３４Ｂによって連結されている。
可動本体部３１の長手方向の両端部の上面には、支持部３５Ａ，３５Ｂが各々立設されており、かかる支持部３５Ａ，３５Ｂを介して可動本体部３１が両支持フレーム２７Ａ，２７Ｂと水平移動可能に連結している。特に限定しないが、本実施例では、一方の支持フレーム２７Ａに設けられているＬＭガイド２８Ａと、他方の支持フレーム２７Ｂに設けられているガイドレール２８Ｂ及びボール２８Ｃとによって、可動本体部３１と両支持フレーム２７Ａ，２７Ｂとの水平移動可能な連結が実現している。
【００２４】
作用部３３は、リコータ３０の幅方向両端に設けられた長手方向に延びる長尺状のブレード３３Ａ，３３Ｂを有する。そして、両ブレード３３Ａ，３３Ｂ間には、液面Ｒ₀方向に開口する凹部３３Ｃが形成される。かかる構造の作用部３３を有する結果、リコータ３０を降下させて両ブレード３３Ａ，３３Ｂの下部を光硬化性液Ｒに一旦浸し、その後にブレード３３Ａ，３３Ｂの下端が液面Ｒ₀のやや上方に配置されるようにリコータ３０を再び引き上げると、凹部３３Ｃに光硬化性液Ｒが吸引・保持される。この状態を維持しつつべースプレート２６の上方を水平移動することにより、当該べースプレート２６に積層されている光硬化体の上面に光硬化性液Ｒを供給することができる。
【００２５】
図７〜図９に示すように、本実施例に係る光造形装置２０では、リコータ３０の可動本体部３１の上面に液面センサ２３が設置されている。すなわち、可動本体部３１の一方の端部に立設する支持部３５Ａの側面に本実施例に係る液面センサ２３が取り付けられている。この液面センサ２３の下部には図示しない出力素子と入力素子が設けられている。他方、液面センサ２３の下方に位置する可動本体部３１には、液面センサ２３の出力素子から発射され且つ入力素子に受け入れられる液面検知用媒体（光、超音波等）を通過させるための検知孔３６が設けられている。かかる構成の結果、本実施例に係る光造形装置２０（リコータ３０）では、リコータ３０の直下にある液面Ｒ₀の高さを検知孔３６を介して検出することができる。すなわち、ベースプレート２６に積層される光硬化体の上方に光硬化性液Ｒを供給するためにリコータ３０を水平移動させた後、当該リコータ３０の停止位置における液面Ｒ₀の高さを検出することができる。
本実施例に係る光造形装置２０によると、リコータ３０の水平移動による液面の揺動が比較的速く収まる部位で所定の静止状態の液面を測定することができる。このため、上述の待ち時間を短縮して迅速に光造形を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施例に係る光造形装置２０のように、リコータ３０の一部に液面センサ２３を設けることによって、上記光造形処理の迅速化に関する効果以外の副次的効果を奏し得る。
例えば、本実施例に係る光造形装置２０では、リコータ３０が正確に水平方向に移動するように設置されているか否かを当該液面センサ２３によって簡単に判定することが可能である。すなわち、リコータ３０を上述のように水平移動可能にタンク２２上に設置した後、作用部３３に光硬化性液Ｒを吸引・保持させない状態、換言すればタンク２２中の光硬化性液Ｒが全域に亘って静止状態を保っている状態のままリコータ３０を水平移動させる。このとき、液面センサ２３を同時に作動させ、リコータ３０の移動に合わせて液面Ｒ_０の高さをモニタリングするとよい。この簡単な操作によって、何らかの不具合があってリコータ３０が正しく水平移動していない場合には、そのことを液面センサ２３からの液面検出データに基づいて検知することができる。水平方向に対して僅かに上下に傾斜してリコータ３０が移動すると、当該リコータ３０即ち液面センサ２３と液面Ｒ₀との間の距離（高さ）が変化する結果となり、その変化は液面センサ２３から出力される液面検出データの変動として捉えることができるからである。
これによって、フレーム２７Ａ，２７Ｂやレール２８Ａ，２８Ｂの水平からの傾きや、カーブしていること等がわかる。
【００２７】
次に、図１０及び図１１を参照しつつ、第２実施例に係る光造形装置４０を詳細に説明する。この実施例の光造形装置は、第１実施例の構成に加えて、上述の測定治具５８を備えたことを特徴とする。なお、以下の説明は、第２実施例に特有の構成及び作用・効果について説明し、第１実施例と同じ構成及び作用効果については重複した説明は行わない。すなわち、図１０及び図１１中に示すタンク４２、タンク側壁４２Ａ，４２Ｂ、支持フレーム４７Ａ，４７Ｂ、ＬＭガイド４８Ａ、ガイドレール４８Ｂ、ボール４８Ｃ、ベースプレート４６及び液面センサ４３は、いずれも、第１実施例の光造形装置２０に設けられたタンク２２、タンク側壁２２Ａ，２２Ｂ、支持フレーム２７Ａ，２７Ｂ、ＬＭガイド２８Ａ、ガイドレール２８Ｂ、ボール２８Ｃ、ベースプレート２６及び液面センサ２３と同じものである。これらの部材については第１実施例を参照されたい。
【００２８】
第２実施例の光造形装置に装備されるリコータ３０は、第１実施例と同様、可動本体部５１と、連結部５２と、作用部５３とから構成されている。作用部には第１実施例と同形状の一対のブレード５３Ａ，５３Ｂが設けられており、その間に凹部５３Ｃが形成されている。
作用部５３と連結部５２とは一体に成形されており、その連結部５２と可動本体部５１とは、高さ調節機構付きボルト５４Ａ，５４Ｂによって連結されている。可動本体部５１の長手方向の両端部の上面には、支持部５５Ａ，５５Ｂが各々立設されており、かかる支持部５５Ａ，５５Ｂを介して可動本体部３１が両支持フレーム４７Ａ，４７Ｂと水平移動可能に連結している。
本実施例に係る光造形装置４０についても、リコータ５０の可動本体部５１の一方の端部に立設する支持部５５Ａの側面に本実施例に係る液面センサ４３が取り付けられている。この液面センサ４３の下方に位置する可動本体部５１には、液面センサ４３の出力素子から発射され且つ入力素子に受け入れられる液面検知用媒体（光、超音波等）を通過させるための検知孔５６が設けられている。
以上の構成を有する第２実施例の光造形装置４０は、第１実施例に係る光造形装置２０と同様の作用効果を奏することができる。
【００２９】
本実施例に係る光造形装置４０には、光硬化性液Ｒの液面Ｒ₀のやや上方に配置されたリコータ５０の下端部（即ちブレード５３Ａ，５３Ｂの下端部）の高さ、延いては液面Ｒ₀と当該下端部との間の距離を判定するための測定治具５８が備えられている。なお、通常の光造形処理を行っている最中は測定治具５８は使用しない。即ち、リコータ５０に装着されない。
【００３０】
図１０に示すように、測定治具５８は、プレート状の付属部材であり、凹凸のない高度に平坦な表面５８Ａを有している。この表面には、後述する一対の取付けボルト５４Ｃ（図１０，図１１参照）を固着させるための取付け孔（図示せず）が設けられている。以下、この測定治具５８の使用態様を説明する。
【００３１】
本実施例に係る幅広の可動本体部５１の両端部には、測定治具５８を両ブレード５３Ａ，５３Ｂの下端部に装着するための一対の貫通孔（図示せず）が設けられている。図１１に示すように、測定治具５８の上記平坦面５８Ａをブレード５３Ａ，５３Ｂの下端部に密接させる。而して、上記貫通孔を通過させつつ取付けボルト５４Ｃを測定治具５８の上記取付け穴に螺合させる。このことによって、リコータ５０の下端部（ブレード５３Ａ，５３Ｂ下端部）に測定治具を装着することができる。
このとき、測定治具５８の平坦面５８Ａの一部が、上記検知孔５６の真下に来るようにして測定治具５８を取付ける。これにより、液面センサ４３の図示しない出力素子から発射された液面検知用媒体（光、超音波等）は、検知孔５６を通過して測定治具５８の表面に到達する。すなわち、上記のように測定治具５８を取り付けた状態では、液面センサ４３は、光硬化性液の液面の高さを測定する代わりにリコータの下端部（ブレード５３Ａ，５３Ｂ下端部）の高さを測定することになる。このことによって、高さゲージ等の高度測定手段を別途用意することなく、リコータに装備された上記液面センサを流用してリコータの下端部の高さを測定することができる。延いては、その測定値に基づいてリコータと液面との間の距離が適切となるように、リコータの高さを調節することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上述の実施例の光造形装置は、いわゆるワーク沈下法を実施するために構成されたものであるが、この方式に限られず、いわゆる液面上昇法を実施するために構成された光造形装置に対しても本発明を適用することができる。また、上述の実施例では、リコータの一部に検知孔を設け、その孔を通して液面高さを測定しているがこれに限られず、例えばリコータの側面近くの液面高さを測定してもよい（図６参照）。この場合は上記検知孔は不要となる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光造形装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【図２】リコータを水平移動させた際に生じる液面の揺動状態を模式的に示した説明図である。
【図３】リコータ停止後の時間の経過とともに揺動液面がどのように変化していくかを模式的に示した説明図である。
【図４】リコータ停止後の時間の経過とともに揺動液面がどのように変化していくかを模式的に示した説明図である。
【図５】リコータ停止後の時間の経過とともに揺動液面がどのように変化していくかを模式的に示した説明図である。
【図６】本発明の光造形装置の構成の一例を模式的に示したブロック図である。
【図７】一実施例に係る本発明の光造形装置を模式的に示した平面図である。
【図８】一実施例に係る本発明の光造形装置を模式的に示した部分側面図である。
【図９】図８におけるIX−IX線断面図である。
【図１０】一実施例に係る本発明の光造形装置を模式的に示した部分側面図である。
【図１１】図１０におけるXI−XI線断面図である。
【符号の説明】
１，１０，２０，４０光造形装置
２，１２，２２，４２タンク
３，１３，２３，４３液面センサ
４，１４，３０，５０リコータ
３１，５１可動本体部
３２，５２連結部
３３，５３作用部
３３Ａ，３３Ｂ，５３Ａ，５３Ｂブレード
３５Ａ，３５Ｂ，５５Ａ，５５Ｂ支持部
３６，５６検知孔
５８測定治具
Ｒ光硬化性液
Ｒ₀ 液面
Ｓ光硬化体

Claims

光硬化性液を貯留するタンクと、タンク内に配置されているとともに光硬化性液の液面に光が照射されることによって形成される光硬化体を積層するベースプレートと、光硬化性液の液面のやや上方高さにおいて水平方向に移動可能に設置されているとともに移動することによって光硬化体の上方に光硬化性液を導入するリコータと、リコータに追従して移動するとともに光硬化性液の液面の高さを検出する液面センサとを有する光造形装置。
前記液面センサが前記リコータに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光造形装置。
前記リコータに測定冶具が脱着可能であり、その測定冶具がリコータに固定されると測定冶具上面がリコータ下端と同一高さに揃い、前記液面センサが測定冶具上面までの距離を測定することによってリコータ下端までの距離を測定することを特徴とする請求項２に記載の光造形装置。
光造形装置に装備されるリコータであって、
光造形装置に装備されたタンク内に貯留される光硬化性液の液面高さを検出する液面センサを備えたリコータ。