JPWO2019187110A1 - 材料供給装置、材料供給装置の制御方法および材料供給装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

材料供給量を正確に制御すること。材料供給装置であって、３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、回転軸を有する柱状のリコータと、リコータを回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる回転させる駆動部と、を備え、リコータは、外周面において、ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、回転軸に沿った方向の溝を複数有する。

Description

本発明は、材料供給装置、材料供給装置の制御方法および材料供給装置の制御プログラムに関する。

上記技術分野において、特許文献１には、シャフトに継ぎ目のある不連続な貫通孔を設けて材料供給路とし、この材料供給路から材料をリコートする技術が開示されている。

国際公開第２０１６／１３５９７４号パンフレット

しかしながら、上記文献に記載の技術では、材料リコート量を正確に制御することができなかった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る材料供給装置は、
３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
回転軸を有する柱状のリコータと、
前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
を備え、
前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する。

上記目的を達成するため、本発明に係る材料供給装置の制御方法は、
３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
回転軸を有する柱状のリコータと、
前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
を備え、
前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する材料供給装置の制御方法であって、
前記リコータ段による前記材料のリコート量と、前記リコータの構成と動作との設定パラメータと、を対応付けたリコートパターンテーブルを記憶する記憶ステップと、
前記リコータの前記構成および前記リコート量が入力された場合に、前記リコートパターンテーブルを参照して、前記リコータの動作を制御する制御ステップと、
を含む。

上記目的を達成するため、本発明に係る材料供給装置の制御プログラムは、
３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
回転軸を有する柱状のリコータと、
前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
を備え、
前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する材料供給装置の制御プログラムであって、
前記リコータによる前記材料のリコート量と、前記リコータの構成と動作との設定パラメータと、を対応付けたリコートパターンテーブルを記憶する記憶ステップと、
前記リコータの前記構成および前記リコート量が入力された場合に、前記リコートパターンテーブルを参照して、前記リコータの動作を制御する制御ステップと、
をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、材料リコート量を正確に制御することができる。

本発明の第１実施形態に係る材料供給装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置のリコータの構成を説明する斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置のリコータの構成を説明する上面図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置が有するリコートパターンテーブルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る材料供給装置の処理手順を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る材料供給装置の構成を説明する図である。 本発明の第４実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第５実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第６実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第７実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第８実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状の一例を説明する断面図である。 本発明の第８実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状の他の例を説明する断面図である。 本発明の第９実施形態に係る材料供給装置のリコータの溝の形状を説明する断面図である。 本発明の第１０実施形態に係る材料供給装置の構成を説明する図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての材料供給装置１００について、図１を用いて説明する。材料供給装置１００は、３次元積層造形装置などに用いられ、３次元積層造形物の材料を造形台上や造形面上に供給する装置である。

図１に示すように、材料供給装置１００は、ホッパー１０１と、リコータ１０２と、駆動部１０３と、を含む。

ホッパー１０１は、３次元積層造形物の材料１１１を貯留する。リコータ１０２は、回転軸１２２を有する。駆動部１０３は、リコータ１０２を回転軸１２２に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる。

リコータ１０２は、外周面において、ホッパー１０１から供給された材料１１１を一時的に貯留する溝１２３であって、回転軸１２２に沿った方向の溝１２３を複数有する。

本実施形態によれば、材料リコート量を正確に制御することができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る材料供給装置２００について、図２Ａ乃至図５を用いて説明する。図２Ａは、本実施形態に係る材料供給装置２００の構成を示す図である。材料供給装置２００は、ホッパー２０１と、リコータ２０２と、駆動部２０３と、制御部２０４と、を有する。なお、材料供給装置２００は、３次元積層造形物を造形する３次元積層造形装置に取り付けられ、３次元積層造形物の材料を造形台上や造形面上に供給する装置である。また、造形される３次元積層造形物は、砂型であるが、造形される３次元積層造形物は、これには限定されない。

ホッパー２０１は、３次元積層造形物の材料２１１を一時的に貯留する。ホッパー２０１は、貯留された材料をリコータ２０２へと供給する。３次元積層造形物の材料２１１は、砂であるが、これには限定されない。材料２１１は、例えば、アルミニウムや鉄、銅などの金属粉末、プラスチック粉末、樹脂粉末などであってもよい。

リコータ２０２は、ホッパー２０１の下方に配置され、設置されている。また、リコータ２０２は、外周面がホッパー２０１の底面側に設けられている。リコータ２０２は、ホッパー２０２から供給された材料２１１を造形台上へとリコートする。また、リコータ２０２は、ホッパー２０１から供給された材料２１１を一時的に貯留する。

リコータ２０２は、柱状部材である。具体的には、リコータ２０２は、円柱状部材である。なお、リコータ２０２は、多角形の柱状部材であってもよい。そして、リコータ２０２（材料供給装置２００）は、図２Ａの矢印で示した移動方向２２１（図２Ａの左右方向）に移動しながら、材料２１１をリコートする。リコータ２０２は、移動方向２２１に対して垂直な回転軸２２２（中心軸）を中心に回転する。円柱状部材であるリコータ２０２は、外周面に回転軸２２２に沿った方向（回転軸２２２と平行な方向）の溝２２３を有している。ホッパー２０１からリコータ２０２に供給された材料２１１は、リコータ２０２の溝２２３に供給され、収容される。溝２２３は、リコータ２０２から供給された材料２１１を一時的に貯留する。溝２２３には、溝２２３の容積分の材料２１１（小分けされた材料２１１）が収容され、溝２２３に材料２１１が充填される。なお、溝２２３の汚れや、溝２２３に詰まった材料２１１などを除去するためのエアクリーナーやブラシ、刷毛などを設けてもよい。また、溝２２３の清掃は、複数の溝２２３をまとめて清掃しても、溝２２３を１つずつ清掃してもよいが、溝２２３の清掃方法はこれらには限定されない。

駆動部２０３は、リコータ２０２を回転軸２２２に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる。駆動部２０３は、リコータ２０２を、時計回りおよび反時計回りに回転させる。つまり、リコータ２０２の移動方向２２１に合わせて、リコータ２０２を駆動部２０３により回転させることにより、リコータ２０２の進行方向に材料２１１をリコートすることができる。例えば、材料供給装置２００が図２Ａの右方向に移動している場合、駆動部２０３は、リコータ２０２を時計回りに回転させる。また、例えば、材料供給装置２００が図２Ａの左方向に移動している場合、駆動部２０３は、リコータ２０２を反時計回りに回転させる。なお、材料供給装置２００の移動方向２２１と、リコータ２０２の回転方向との関係は、ここに示した関係には限定されず、ここに示した関係とは反対であってもよい。

また、リコータ２０２には、リコータ２０２の回転により、溝２２３に充填された材料２１１がこぼれ落ちることを防止するための落下防止部材２２４が取り付けられている。落下防止部材２２４は、円柱状部材であるリコータ２０２の上半分の左右の１／４円の部分を覆っている。なお、落下防止部材２２４は、ホッパー２０１とリコータ２０２とが近接または当接する部分においては、リコータ２０２を覆ってはいない。この部分に落下防止部材２２４があると、ホッパー２０１からの材料２１１の供給が阻害されるからである。

落下防止部材２２４は、例えば、フェルトやウレタン、布などの柔らかい部材であるが、これらには限定されない。落下防止部材２２４を柔らかい部材とすることにより、落下防止部材２２４と回転する溝２２３に収容される材料２１１との摩擦により、材料２１１の形状の変形や、材料２１１が変質することを防止することができる。

さらに、リコータ２０２が、ホッパー２０１の底面に当接する位置に配置された場合、リコータ２０２の回転による振動がホッパー２０１に伝わり、ホッパー２０１の底面の排出口からの材料２１１の排出が促進される。

制御部２０４は、駆動部２０３によるリコータ２０２の回転を制御して、材料２１１のリコート量を制御する。制御部２０４は、例えば、リコータ２０２による材料２１１のリコート量と、リコータ２０２の構成と動作とを関連付けたデータである設定パラメータとを対応付けて記憶するテーブルを参照して、リコータ２０２による材料２１１のリコート量を制御する。制御部２０４は、１層分の材料層の厚みが、例えば、０．２８ｍｍとなるように材料２１１のリコート量を制御する。また、１層分の材料層の厚みは、０．２８ｍｍには限定されず、様々な条件等を考慮して決定される。なお、制御部２０４による材料２１１のリコート量の制御方法は、ここに示した方法には限定されない。

図２Ｂは、本実施形態に係る材料供給装置２００のリコータ２０２の構成を説明する斜視図である。図２Ｃは、本実施形態に係る材料供給装置２００のリコータ２０２の構成を説明する上面図である。

図２Ｂおよび図２Ｃに示したように、リコータ２０２は、長い円柱状（長い棒状）の部材（円柱部材、棒状部材）であり、全長は約１．８ｍｍである。なお、リコータ２０２の全長は、これには限定されない。リコータ２０２の全長は、例えば、材料供給装置２００が取り付けられる３次元積層造形装置の大きさに合わせた長さとしてもよい。また、リコータ２０２の直径は、例えば、３５ｍｍであるが、リコータ２０２の直径はこれには限定されない。

リコータ２０２の外周面には、回転軸２２２に沿った方向（回転軸２２２と平行な方向）に複数の溝２２３が彫られている。すなわち、リコータ２０２の外周面全体に回転軸２２２に沿った方向に、継ぎ目のない、連続した溝２２３が複数設けられている。リコータ２０２は、外周面に溝２２３が彫られた、溝２２３付きの棒状（シャフト状）の部材となっている。つまり、リコータ２０２は、円柱部材（シャフト）の表面（外周面）に凹凸がある形状（歯車状の形状）となっている。そして、リコータ２０２は、回転軸２２２の周りに時計回りおよび反時計回りに回転する。継ぎ目のない溝２２３としたので、溝２２３に収容される材料２１１の量が１．８ｍｍ全域において均一となる。なお、リコータ２０２として、様々なサイズや形状の溝２２３を有するリコータ２０２を用意しておけば、３次元積層造形物の造形条件などに応じて、リコータ２０２を交換することができる。

図２Ｄは、本実施形態に係る材料供給装置２００のリコータ２０２の溝２２３の形状を説明する断面図である。図２Ｄは、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ２０２の断面図である。図２Ｄには、リコータ２０２に設けられた溝２２３の一部が示されており、溝２２３の断面形状を示している。溝２２３は、溝２２３の開口部２２５の幅が、溝２２３の底部２２６の幅よりも広くなっている。溝２２３の断面形状は、台形形状である。複数設けられた溝２２３は、それぞれ等しい容積を有している。

図３は、本実施形態に係る材料供給装置２００が有するリコートパターンテーブル３０１の一例を示す図である。リコートパターンテーブル３０１は、リコート量３１１と設定パラメータ３１２とを関連付けて記憶する。リコート量３１１は、材料２１１をリコートする量である。設定パラメータ３１２は、さらに、構成と動作とを含む。構成は、リコータ２０２の溝２２３の容積、溝２２３の形状、リコータ２０２の直径や長さなどである。また、動作は、リコータ２０２の回転速度や移動速度などである。回転速度は、例えば、リコータ２０２の単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ）などで定義されるが、回転速度の定義はこれには限定されない。なお、リコータ２０２の回転速度（回転数）は、５００ｒｐｍ前後、例えば、４５０〜５５０ｒｐｍであるが、これらには限定されない。

そして、制御部２０４は、例えば、リコートパターンテーブル３０１を参照してリコータ２０２を制御し、材料２１１のリコート量を制御する。例えば、材料２１１のリコート量は、リコータ２０２の回転速度を速くすれば増え、リコータ２０２の回転速度を遅くすれば減る。そのため、リコータ２０２の移動速度、つまり、リコータ２０２が、造形台上や造形面上を移動する速度（リコート速度）が速い場合には、例えば、リコータ２０２の回転速度を速くして、材料２１１のリコート量を増やしてもよい。このように制御すれば、材料２１１のリコートを短時間で速やかに行うことができる。

また、リコータ２０２の移動速度が遅い場合には、リコータ２０２の回転速度を遅くして、材料２１１のリコート量を減らしてもよい。このように制御すれば、材料２１１のリコート時間は増えるが、確実に材料２１１をリコートすることができる。以上のように、制御部２０４により、材料２１１のリコート量を自在に調整することができる。

図４は、本実施形態に係る材料供給装置２００のハードウェア構成を説明する図である。ＣＰＵ(Central Processing Unit)４１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図２Ａの材料供給装置２００の機能構成部を実現する。ＲＯＭ(Read Only Memory)４２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインタフェース４３０は、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、ＣＰＵ４１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。また、ネットワークインタフェース４３０は、ＣＰＵ４１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ(Random Access Memory)４４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、ＲＡＭ４４０とストレージ４５０との間でデータを転送するＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller)を設けるのが望ましい（図示なし）。さらに、入出力インタフェース４６０は、ＣＰＵ４１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ４４０の領域に入出力データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。したがって、ＣＰＵ４１０は、ＲＡＭ４４０にデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、ＣＰＵ４１０は、処理結果をＲＡＭ４４０に準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインタフェース４３０やＤＭＡＣ、あるいは入出力インタフェース４６０に任せる。

ＲＡＭ４４０は、ＣＰＵ４１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ４４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。リコート量４４１は、リコートする材料２１１の量である。構成４４２は、リコータ２０２の直径や長さ、溝２２３の容積、溝２２３の形状などのデータである。動作４４３は、リコータ２０２の回転速度や移動速度などである。これらのデータは、例えば、リコートパターンテーブル３０１から読み出される。

入出力データ４４４は、入出力インタフェース４６０を介して入出力されるデータである。送受信データ４４５は、ネットワークインタフェース４３０を介して送受信されるデータである。また、ＲＡＭ４４０は、各種アプリケーションモジュールを実行するためのアプリケーション実行領域４４６を有する。

ストレージ４５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ４５０は、リコートパターンテーブル３０１を格納する。リコートパターンテーブル３０１は、図３に示した、リコート量と設定パラメータとの関係を管理するテーブルである。ストレージ４５０は、さらに、駆動モジュール４５１と制御モジュール４５２とを格納する。

駆動モジュール４５１は、リコータ２０２を回転軸２２２に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させるモジュールである。制御モジュール４５２は、リコータ２０２による材料２１１のリコート量を制御するモジュールである。これらのモジュール４５１〜４５２は、ＣＰＵ４１０によりＲＡＭ４４０のアプリケーション実行領域４４６に読み出され、実行される。制御プログラム４５３は、材料供給装置２００の全体を制御するためのプログラムである。

入出力インタフェース４６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。入出力インタフェース４６０には、表示部４６１、操作部４６２、が接続される。また、入出力インタフェース４６０には、さらに、記憶媒体４６３が接続されてもよい。なお、図４に示したＲＡＭ４４０やストレージ４５０には、材料供給装置２００が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータは図示されていない。

図５は、本実施形態に係る材料供給装置２００の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、ＣＰＵ４１０がＲＡＭ４４０を使用して実行し、図２Ａの材料供給装置２００の機能構成部を実現する。ステップＳ５０１において、材料供給装置２００は、リコートパターンテーブル３０１を記憶する。ステップＳ５０３において、材料供給装置２００は、ユーザからリコータ２０２の構成および材料２１１のリコート量の入力を受け付ける。ステップＳ５０５において、材料供給装置２００は、リコートパターンテーブル３０１を参照して、リコータ２０２の回転速度、リコータ２０２（材料供給装置２００）の移動速度を決定する。ステップＳ５０７において、材料供給装置２００は、決定した回転速度、移動速度で材料２１１をリコートする。ステップＳ５０９において、材料供給装置２００は、材料２１１のリコートが終了したか否かを判定する。材料のリコートが終了していない場合（ステップＳ５０９のＮＯ）、材料供給装置２００は、ステップＳ５０７に戻り、材料２１１のリコートを継続する。材料のリコートが終了した場合（ステップＳ５０９のＹＥＳ）、材料供給装置２００は、処理を終了する。

本実施形態によれば、材料リコート量を正確に制御することができる。また、リコータに設けられた溝の容積を等しくしているので、一定量の材料供給することができる。また、一定量の材料を供給することができるので、廃棄される材料（排砂）を減らすことができる。一定量の材料を供給することができるので、造形面上に材料をフラットに敷き詰める（撒く）ことができる。また、リコータの回転速度や移動速度を調整できるので、材料のリコート量を調整することができる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る材料供給装置について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る材料供給装置の構成を説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置は、上記第２実施形態と比べると、振動部をさらに有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

材料供給装置６００は、振動部６０６をさらに有する。振動部６０６は、リコータ２０２を振動させる。リコータ２０２の溝２２３に収容された材料２１１は、自由落下により造形台上や造形面上に供給される。しかしながら、材料２１１の状態（湿度、粒形、粒径など）によっては、材料２１１の自由落下による供給状態が変化する可能性がある。材料２１１の供給状態が変化した場合、材料２１１の自由落下では、溝２２３に収容された材料２１１を溝２２３から確実に排出することができなくなることがある。このような場合に、振動部６０６により、リコータ２０２を振動させることにより、溝２２３に収容された材料２１１を確実に排出させることができる。そして、材料２１１を確実に排出できるので、材料２１１のリコートをより促進させることができる。

材料供給装置６００は、ホッパー２０１を振動させる振動部を有していてもよい。ホッパー２０１を振動させる振動部を設けることにより、ホッパー２０１からリコータ２０２への材料２１１の供給を促進させることができる。つまり、ホッパー２０１からリコータ２０２への材料２１１の供給は、材料２１１の自由落下により行われるが、例えば、材料２１１の状態（湿度、粒形、粒径など）により、材料２１１の供給状態が変化する可能性がある。材料２１１の供給状態が変化した場合、材料２１１の自由落下では、所定量の材料２１１を供給することできないことがある。このような場合に、振動部によりホッパー２０１を振動させることにより、材料２１１の供給を促進させることができる。

本実施形態によれば、ホッパーの振動部およびリコータの振動部を設けたので、材料の供給や材料のリコートをより確実に行うことができる。また、材料の供給や材料のリコートが滞った場合でも、振動部によりホッパーおよびリコータを振動させれば、材料の供給や材料のリコートの滞りを確実に解消することができる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る材料供給装置のリコータについて、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ７０２の溝７２３の形状を説明する断面図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ７０２は、上記第２実施形態および第３実施形態と比べると、溝７２３が波形形状である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態および第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図７は、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ７０２の断面図である。リコータ７０２の溝７２３は、波形の形状をしている。つまり、溝７２３は、丸い山と丸い谷とが交互に現れる形状となっている。リコータ７０２には、このような形状の溝７２３が複数設けられている。

溝７２３の形状を波形とすると、角になる部分がないので、材料２１１が角の部分に詰まって堆積したりすることがない。そのため、溝７２３に収容された材料２１１を確実に溝７２３の外部に排出することができ、所定量の材料２１１を確実にリコートできる。

本実施形態によれば、溝の角部分に材料が詰まったり、堆積したりすることがないので、材料のリコート量をより正確に制御することができる。また、溝に材料が詰まることがないので、溝の清掃などのメンテナンスの手間が省ける。

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係る材料供給装置のリコータについて、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ８０２を説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ８０２は、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、溝８２３が三角形形状である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図８は、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ８０２の断面図である。リコータ８０２の溝８２３は、三角形の形状をしている。リコータ８０２には、このような形状の溝８２３が複数設けられている。

溝８２３の形状を三角形形状とすると、角となる部分が、三角形の頂点部分の１か所になるので、角に詰まる材料２１１を減らすことができる。また、角となる部分が、三角形の頂点部分の１か所なので、溝８２３が下に向けば、自由落下により溝８２３に収容された材料２１１を溝８２３から排出することができる。なお、ここでは、溝８２３と溝８２３との間には、台形形状の部分が存在しているが、この台形形状部分をなくして、三角形形状の溝８２３が連続する形状としてもよい。

本実施形態によれば、溝の形状を三角形形状としたので、材料が詰まる角の部分を減らしたので、材料のリコート量をより正確に制御することができる。また、溝の形状を三角形という単純な形状としたので、リコータの溝の加工を容易に行うことができる。

［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態に係る材料供給装置のリコータについて、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ９０２を説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ９０２は、上記第２実施形態乃至第５実施形態と比べると、溝９２３が半円形形状である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図９は、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ９０２の断面図である。リコータ９０２の溝９２３は、半円形の形状をしている。リコータ９０２には、このような形状の溝９２３が複数設けられている。

溝９２３の形状を半円形の形状とすると、角になる部分がないので、材料２１１が角の部分に詰まって堆積したりすることがない。そのため、溝９２３に収容された材料２１１を確実に溝９２３の外部に排出することができ、材料２１１を確実にリコートできる。なお、ここでは、溝９２３と溝９２３との間には台形形状の部分が存在しているが、この台形形状部分をなくして、半円形形状の溝９２３が連続する形状としてもよい。

本実施形態によれば、溝の角部分に材料が詰まったり、堆積したりすることがないので、材料のリコート量をより正確に制御することができる。また、溝の形状を半円形形状という単純な形状としたので、リコータの溝の加工を容易に行うことができる。

［第７実施形態］
次に本発明の第７実施形態に係る材料供給装置のリコータについて、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１００２を説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１００２は、上記第２実施形態乃至第６実施形態と比べると、台形形状の溝１０２３同士の間隔が狭い点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第６実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１０は、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ１００２の断面図である。リコータ１００２の溝１０２３は、溝１０２３の開口部の幅が溝１０２３の底部の幅よりも少し広い台形の形状をしている。リコータ１００２には、このような形状の溝１０２３が、複数設けられている。また、リコータ１００２においては、溝１０２３と溝１０２３との間が狭くなっており、溝１０２３と溝１０２３との間には、細長い三角形形状の仕切のようなものが配置されている。

本実施形態によれば、溝の容積が大きくなるので、材料のリコート量を増やすことができ、また、材料のリコート量をより正確に制御することもできる。

［第８実施形態］
次に本発明の第８実施形態に係る材料供給装置のリコータについて、図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａは、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１１０２の溝１１２３の形状の一例を説明する断面図である。図１１Ｂは、本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１１０３の溝１１３３の形状の他の例を説明する断面図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１１０２，１１０３は、上記第２実施形態乃至第７実施形態と比べると、半円形形状の溝が連続している点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第７実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ１１０２，１１０３の断面図である。リコータ１１０２の溝１１２３およびリコータ１１０３の溝１１３３は、いずれも半円形の形状の溝１１２３，１１３３が連続して、複数設けられている。溝１１２３と溝１１３３とでは、溝１１２３，１１３３の開口部の幅および底部の幅が異なり、溝１１３３の方が、溝１１２３よりも開口部の幅および底部の幅が広い。また、溝１１２３の深さは、溝１１３３の深さよりも深くなっている。なお、溝１１２３の容積と溝１１３３の容積とは、同じであっても、異なっていてもよい。

本実施形態によれば、溝の大きさを変えることにより、様々な分量で材料２１１をリコートすることができる。また、溝には角になる部分がないので、角の部分で材料が詰まったり、堆積したりすることがないので、材料のリコート量をより正確に制御することができる。また、溝の形状を半円形形状という単純な形状としたので、リコータの溝の加工を容易に行うことができる。

［第９実施形態］
次に本発明の第９実施形態に係る材料供給装置について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態に係る材料供給装置のリコータを説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置のリコータ１２０２は、上記第２実施形態乃至第８実施形態と比べると、複数の溝の大きさが異なる点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第８実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１２は、回転軸２２２に垂直な方向から見たリコータ１２０２の断面図である。リコータ１２０２は、複数設けられた台形形状の溝１２２３の大きさがそれぞれ異なっている。つまり、複数の溝１２２３それぞれの容積は、異なっている。

本実施形態によれば、様々なリコート量や様々なパターンで材料をリコートすることができる。また、材料のリコート量をより正確に制御することができる。

［第１０実施形態］
次に本発明の第１０実施形態に係る材料供給装置について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態に係る材料供給装置を説明するための図である。本実施形態に係る材料供給装置は、上記第２実施形態乃至第９実施形態と比べると、厚み検知部を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第９実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

材料供給装置１３００は、厚み検知部１３０１を有する。厚み検知部１３０１は、リコートされた材料２１１の最上層の厚みを検知する。厚み検知部１３０１は、例えば、赤外線センサや超音波センサなどである。厚み検知部１３０１は、例えば、材料２１１の最上層と材料２１１の最上層よりも１層下の層とに赤外線を照射し、照射した赤外線が材料２１１のある位置で反射して戻ってくるまでの時間差などにより厚みを検知する。制御部２０４は、厚み検知部１３０１で検知した厚みに応じてリコータ２０２の回転速度を制御する。

本実施形態によれば、検知した厚みに応じて、材料のリコート量を制御することにより、目標とする厚みに調整することができる。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。

Claims (11)

1. ３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
   回転軸を有する柱状のリコータと、
   前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
   を備え、
   前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する材料供給装置。
2. 前記溝は、それぞれ等しい容積を有する請求項１に記載の材料供給装置。
3. 前記回転軸に垂直な面で切断した前記溝の断面において、前記溝の開口部の幅が前記溝の底部の幅よりも広い請求項１または２に記載の材料供給装置。
4. 前記回転軸に垂直な面で切断したそれぞれの前記溝の断面形状は、台形、半円形または三角形である請求項３に記載の材料供給装置。
5. 前記リコータを振動させる振動手段をさらに備えた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の材料供給装置。
6. 前記リコータによる前記材料の散布量と、前記リコータの構成と動作との設定パラメータと、を対応付けて記憶するリコートパターンテーブルと、
   前記リコータの前記構成および前記散布量が入力された場合に、前記散布パターンテーブルを参照して、前記リコータの動作を制御する制御手段と、
   をさらに備えた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の材料供給装置。
7. 前記設定パラメータは、前記リコータの回転速度、前記リコータの移動速度、前記溝の容積、前記溝の形状、前記柱状部材の直径および前記柱状部材の長さのうち少なくとも１つを含む請求項６に記載の材料供給装置。
8. リコートされた前記材料の最上層の厚みを検知する厚み検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記厚み検知手段で検知した厚みに応じて、前記リコータの回転速度を制御する請求項７または８に記載の材料供給装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の材料供給装置を有する３次元積層造形装置。
10. ３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
    回転軸を有する柱状のリコータと、
    前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
    を備え、
    前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する材料供給装置の制御方法であって、
    前記リコータ段による前記材料のリコート量と、前記リコータの構成と動作との設定パラメータと、を対応付けたリコートパターンテーブルを記憶する記憶ステップと、
    前記リコータの前記構成および前記リコート量が入力された場合に、前記リコートパターンテーブルを参照して、前記リコータの動作を制御する制御ステップと、
    を含む材料供給装置の制御方法。
11. ３次元積層造形物の材料を貯留するホッパーと、
    回転軸を有する柱状のリコータと、
    前記リコータを前記回転軸に垂直な方向であって、かつ水平な方向に移動させつつ回転させる駆動手段と、
    を備え、
    前記リコータは、外周面において、前記ホッパーから供給された材料を一時的に貯留する溝であって、前記回転軸に沿った方向の溝を複数有する材料供給装置の制御プログラムであって、
    前記リコータによる前記材料のリコート量と、前記リコータの構成と動作との設定パラメータと、を対応付けたリコートパターンテーブルを記憶する記憶ステップと、
    前記リコータの前記構成および前記リコート量が入力された場合に、前記リコートパターンテーブルを参照して、前記リコータの動作を制御する制御ステップと、
    をコンピュータに実行させる材料供給装置の制御プログラム。

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