WO1994022664A1 - Photohardening molding apparatus with recoater travelling stroke regulating mechanism - Google Patents

Photohardening molding apparatus with recoater travelling stroke regulating mechanism Download PDF

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WO1994022664A1
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maximum
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Hidetaka Narukawa
Naoichiro Saito
Seiji Hayano
Kazunori Tani
Hatsumi Naruo
Ichitaro Sarada
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Cmet, Inc.
Yac Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an improvement in a photo-curing molding apparatus, and particularly to a process in which a recoater travels along a liquid surface in order to coat (coat) an upper surface of a cured layer with an uncured photo-curable liquid.
  • the technology relates to technology that reduces the time required for coating (coating) by adjusting the coating to the minimum necessary.
  • light-curing molding technology has been developed to actually create a three-dimensional object with a non-existent three-dimensional shape, such as a three-dimensional shape designed by a CAD system.
  • a liquid that has the property of being cured when irradiated with light is used and stored in a liquid tank.
  • a cured layer corresponding to a cross section in which light is selectively irradiated to a specific position on the liquid surface of the photocurable liquid is formed.
  • the hardened layer is settled.
  • an uncured photocurable liquid is introduced into the upper surface of the cured layer.
  • the first to third steps are defined as one cycle, and when this cycle is repeated, a three-dimensional object in which the hardened layers are laminated and integrated is formed.
  • a three-dimensional object having a common shape is formed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-114148 discloses that after the hardened layer is settled, the uncured liquid is cured at the front of the smoothed plate by running the smoothed plate over the entire area of the liquid tank. A technology for extruding the upper layer is disclosed. A technique of running a brush instead of a smooth plate is also known. In addition, the present applicant has proposed a technique for realizing the third step by running a recoater having a lower surface where a minute gap is formed between the upper surface of the hardened layer and the liquid surface along the liquid surface. This proposal is still unpublished invention at the time of this application.
  • the upper surface of the hardened layer can be recoated (re-coated) with the unhardened liquid in a relatively short time. It is widely used today. However, a new problem has arisen with the increase in size of the device in recent years.
  • FIG. 1 schematically shows a photocuring molding apparatus, in which F indicates a liquid tank.
  • A is a means for storing contour data for each section defining a three-dimensional shape.
  • the light irradiation area control means E controls the light irradiation area based on the contour data.
  • I will have the contour defined by the contour data.
  • the cured layer that has been cured by light irradiation and whose contour has been controlled as described above is settled by the settling means G. After settling, the recoater H runs along the liquid surface to execute the recoating process.
  • D indicates a means for driving the recoater H.
  • FIG. 1 shows a case where the light irradiation area I is considerably smaller than the liquid tank F, but there are actually cases where the light irradiation area is extremely small. In such a case, the range where the recoater H travels and actually recoats is only the range of the light irradiation area I. --
  • the recoater H runs uniformly over the entire liquid tank, and it wastes time by actually traveling on parts that do not need to be re-collected. I have.
  • the present invention is intended to eliminate unnecessary running of the recoater H and reduce the time required for recoating.
  • the minimum coordinate YMIN and the maximum coordinate YMAX of the light irradiation area I with respect to the axis Y along the traveling direction of the recoater H are calculated based on the contour data stored in the contour data storage means A.
  • Driving travel regulation means C for regulating the travel range of the minimum and maximum coordinate calculation means B and the minimum and maximum coordinate YMAX calculated by the minimum and maximum coordinate calculation means B by the recoater traveling means D is added.
  • the traveling stroke that is, the traveling range of the recoater H is restricted to a stroke that actually needs to be traveled for re-collecting, so that wasteful traveling time is not wasted, and recoating is insufficient. It does not mean.
  • the minimum / maximum coordinate calculating means B calculates the minimum coordinate and the maximum coordinate in all the cross sections, that is, it is apparent from the example shown in FIG.
  • the minimum coordinate YMIN and the maximum coordinate YMAX are calculated, and the travel stroke regulating means C may regulate the travel stroke uniformly between YMIN and YMAX in all cross sections.
  • the problem of insufficient recoating during the formation of a three-dimensional object does not occur, and a considerably useless run can be eliminated.
  • (b) in FIG. 2 shows a projection from a vertical axis Z direction orthogonal to the Y axis.
  • the minimum / maximum coordinate calculating means B may calculate the minimum / maximum coordinates of the section irradiated immediately before and the section irradiated immediately after. In this way, it is clear from Fig. 3 that at least the cross section irradiated with light is run at least immediately, so that no recoat remains, and the cross section to be irradiated next is also moved. Does not interfere with the next light irradiation area. Thus, according to this method, the travel distance of the recoater H is adjusted to the minimum necessary for each section.
  • YD indicates the range of the section immediately before light irradiation
  • YU indicates the range of the section immediately after light irradiation.
  • Y indicates the travel distance of the recoater.
  • the difference between the minimum coordinate YMI ⁇ and the maximum coordinate ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , that is, the shorter the stroke for recoating is, as is clear from the comparison of FIGS. It is preferable to increase the running speed of the recoater ⁇ . If the traveling distance is short, no recoating occurs even at high speeds, and the recoating time is further reduced.
  • the minimum / maximum coordinate calculating means ⁇ calculates the minimum coordinate and the maximum coordinate for each closed contour, and is larger than the maximum coordinate for one closed contour and the other closed coordinate. It is preferable to add a means for running Ricoh at high speed in a range smaller than the minimum coordinates for the contour. In this way, as shown in FIG. 5, the recoater ⁇ travels at a high speed in the range ⁇ 3, which does not normally need to be recoated, so that the recoating time is further reduced.
  • Figure 1 Schematic diagram of the photocuring molding apparatus of the present invention.
  • Figure 3 Diagram explaining the minimum and maximum coordinates of the cross section immediately before and after irradiation.
  • Fig. 4 Diagram showing the magnitude of the travel distance
  • Figure 5 Illustration of the relationship between minimum and maximum coordinates when there are two or more closed contours
  • Figure 6 System configuration diagram of the embodiment
  • Figure 7 Diagram explaining data processing contents
  • Figure 8 Configuration diagram showing the entire device of the embodiment
  • FIG. 8 schematically shows an entire photocuring molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 48 denotes a liquid tank, which is filled with a photocurable liquid.
  • the liquid tank 48 is provided with a circulation device (not shown) that collects the photocurable liquid overflowing from the upper edge 46, pumps up the collected liquid, and returns the liquid to the liquid tank 48 again. And the liquid level is always maintained at a level corresponding to the upper edge 46.
  • a laser oscillator 22 is disposed near the liquid tank 48, and the laser oscillator 22 emits a laser beam having a wavelength for curing the photocurable liquid.
  • the emitted laser light is incident on the galvano mirror 26 via the intensity adjusting filter 24.
  • the galvanometer mirror 26 can direct the laser beam to an arbitrary position on the liquid surface by changing the mirror angle.
  • the galvanometer mirror 26 is disposed on the liquid tank 48.
  • An elevating table 42 is arranged in the liquid tank 48 in parallel with the liquid surface, and the elevating table 42 is moved up and down in the liquid tank 48 by the elevating motor 28 via the Z-direction moving mechanism 44. Is done.
  • a recoater 38 is disposed so as to be able to travel along the upper edge (ie, the liquid level) of the liquid tank 48, and the recoater 38 travels with the traveling motor 30 via the Y-direction moving mechanism 40.
  • reference numeral 32 denotes an encoder for detecting the rotation angle of the motor 30 and outputs a signal relating to the position of the Ricoh 38.
  • the recoater 38 has a flat lower surface, and the flat lower surface is located at a level slightly higher than the liquid surface so that a gap is formed between the lower surface of the recoater and the liquid surface.
  • Rikota 3 8 for the uncured liquid is entering through suction by a phenomenon similar to capillarity by surface tension in the gap between the Rikota lower surface and the liquid surface, c still the recoating is carried out smoothly with respect to the cured layer top Rico Isseki one is not limited to this, a smooth plate or brush detects the rotation angle of the motor 3 0 by the encoder 3 2 is also be £ this example, this thus the position of Rikota 3 8 Has been detected.
  • the present invention is not limited to this, and the linear sensor 34 may be arranged along the traveling route of the recoater 38, and the position of the recoater 38 may be detected by the linear sensor 34.
  • sensors 36-1, 2, 3,... May be arranged at predetermined intervals along the traveling route so that it is possible to detect whether or not the recoater 38 exists at a position corresponding to the sensor. .
  • the signal of the encoder 32 (or the linear sensor 34 or the sensor group 36-1, 2, 3, ...) is input to the controller 50, and the laser oscillator 22, the filter 24, the galvanometer mirror 26, and the elevation
  • the motor 28 and the traveling motor 30 are controlled by the controller 50.
  • FIG. 6 shows the system configuration of the controller 50.
  • Controller 50 _ _ It is composed of a computer having the central processing unit 10 as a core, and controls the members constituting the mechanical system of FIG. 8 through an interface 20 and fetches data from them.
  • the central processing unit 10 operates according to the programs stored in the program storage device 12, and performs data processing and control of machines and the like.
  • the controller 50 has a device 14 for storing three-dimensional shape data in the form of a triangular patch, a device 16 for storing contour data for each section, and a storage device 18 for minimum and maximum coordinates. I have.
  • This controller is used by being connected to an external device that outputs data relating to a three-dimensional shape, such as a CAD system 2 or a three-dimensional measuring device 6, for example.
  • the three-dimensional shape data output from the external device is converted into a triangular patch format data structure schematically shown in FIG. 7A and stored in the three-dimensional shape data storage device 14.
  • This data approximately defines the three-dimensional surface shape with a large number of triangles. It is clear from Fig. 7 (a) that each coordinate value of points P11, P12, and P13 forms one triangle.
  • the position and shape of T1 are defined. Similarly, the positions and shapes of the other triangles T2, T3 ... are also defined, thus defining a three-dimensional shape as a whole.
  • intersections C1, C2, C3, ... of a given plane and each triangle are calculated geometrically.
  • the data defining the intersection lines C1, C2, C3,... Calculated in this way are stored in the device 16 for storing contour data for each section. In this case, the intersection line is obtained for each section according to the amount of sedimentation of the hardened layer.
  • the contour data storage device 16 for each section stores the contour data illustrated in FIG. 7B.
  • the left side illustrates the contour for the i-th section
  • the right side illustrates the contour for the (i + 1) -th section.
  • the traveling motor 30 is controlled. In other words, after the irradiation of light on the i-th section is completed and the elevator 42 is lowered by one layer, the traveling motor 30 is rotated until the recoater 38 matches YM IN (i) or YMAX (i). , —Stops when you do. To be more precise, if the vehicle stopped at YM IN (i-1) during the previous run, it travels toward YMAX (i) and stops at YMAX (i), while it stopped at YMAX (i) during the previous run. — If stopped at 1), drive toward YM IN (i) and stop at YM IN (i). In this control, a signal from the encoder 32 is taken. A linear sensor 34 can be used instead of the encoder 32. In this case, the encoder 32 and the linear sensor 34 are used as distance measuring sensors.
  • the traveling stroke or traveling range of the recoater H can minimize both the range that has been irradiated immediately before and needs to be recoated and the range that needs to be retreated so as not to hinder the next light irradiation. Because the vehicle is restricted to a range that covers the entire area, wasteful driving is eliminated and recoating time is reduced.
  • control for rotating the motor 30 at high speed is also performed.
  • the travel is adjusted for each layer.
  • the nearest sensor (36-2 in this case) on the side smaller than the minimum coordinate YMIN calculated in this way and the nearest sensor on the side larger than the maximum coordinate YMAX may be identified and the recoater may reciprocate between the sensors (in this case, 36-2 and 36-9).

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Description

— ] 一
明 細 書 リコータ—走行行程調整機構付光硬化造形装置
[技術分野]
本発明は光硬化造形装置の改良に関するものであり、 特に硬化層上面を未硬化 の光硬化性液で被覆 （コート） するために、 液面に沿ってリコーターを走行させ るに際し、 その走行行程を必要最小限なものに調整することによって被覆 （コー ト） に要する時間の短縮化を図る技術に関する。
[背景技術]
例えば C A Dシステムで設計された 3次元形状などのように、 実在していない 3次元形状を備えた立体物を実際に造形するために、 光硬化造形技術が開発され ている。 この技術では、 光照射を受けると硬化する性質を有する液体を用い、 こ れを液槽中に貯留しておく。 そして第 1工程として光硬化性液の液面の特定の位 置に対して光を選択的に照射してある断面に対応する硬化層を造形する。 次に第 2工程として硬化層を沈降させる。 そしてその後第 3工程として硬化層の上面に 未硬化の光硬化性液を導入する。 この第 1〜第 3工程を 1つのサイクルとし、 こ のサイクルを繰返すと、 硬化層が積層されて一体化された立体物が造形される。 ここで断面毎に照射領域をコントロールすることによって、 往意形状の立体物が 造形される。 この技術は、 特開昭 5 6— 1 4 4 4 7 8号公報や米国特許 2 , 7 7 5 , 7 5 8に開示されている。
この光硬化造形技術において、 硬化層の 1回あたりの沈降量が大きいと、 硬化 層を沈降させるだけで周囲から未硬化液が硬化層上に流れこむ。 このため第 3ェ 程のための特別な動作は不要である。 しかしながら 1回の沈降量が小さいと、 未 硬化液の粘性ないしは表面張力によって、 硬化層を沈降させただけでは硬化層上 に未硬化液が流れこまなくなる。 あるいは流れこむために長時間を要することも ある。 そこで第 3工程を実現するために、 あるいは第 3行程を促進するために各 種の提案がなされている。
米国特許 4， 5 7 5 , 3 3 0には、 硬化層を一旦大きく沈降させることによつ - ~
て硬化層上に未硬化液を流れこませ、 ついで硬化層を上昇させることによって未 硬化液の液厚を減少させる技術が提案されている。 しかしながらこの技術による と、 硬化層の下降 ·上昇によって液面が波立ってしまい、 波面が平静になって液 位が安定するまでに時間を要してしまう。
特開昭 6 1 - 1 1 4 8 1 8号公報には、 硬化層を沈降させた後、 液槽の全域に わたつて平滑板を走行させることによって、 平滑板の前面で未硬化液を硬化層上 面に押し出してゆく技術が開示されている。 平滑板にかえてブラシを走行させる 技術も知られている。 この他本出願人は、 硬化層上面との間に微小間隙が形成さ れる下面を有するリコーターを液面に沿って走行させることにより、 第 3工程を 実現する技術を提案している。 なおこの提案は本出願の時点でなお未公開な発明 乙、、める。
[発明の要旨]
上記の技術、 すなわち平滑板やブラシ等のリコーターを液面に沿って走行させ る技術によると、 比較的短時間で硬化層上面を未硬化液でリコート （再被覆） す ることができることから、 今日多く用いられている。 しかしながら、 近年装置が 大型化するに伴い、 新たな問題が生じている。
図 1に光硬化造形装置が模式的に示されており、 図中 Fが液槽を示している。 図中 Aは、 3次元形状を定義する断面毎の輪郭データを記憶しておく手段であり、 この輪郭データに基づいて光照射領域制御手段 Eが光照射領域を制御するために、 光照射領域 Iは輪郭データで定義される輪郭を有することになる。 光照射によつ て硬化し、 前記のようにして輪郭が制御された硬化層は沈降手段 Gによって沈降 ざれる。 沈降後リコーター Hが液面に沿って走行してリコート工程を実行する。 なお図中 Dはリコーター Hを走行させるための手段を示している。
かかる光硬化造形装置によって、 大型の立体物を造形するためには、 大型の液 槽 Fを用いる必要がある。 ところが実際には大型の液槽 Fを用いて小型の立体物 を造形する場合もある。 図 1の場合、 光照射領域 Iが液槽 Fに対して相当に小さ い場合を示しているが、 実際には光照射領域が極端に小さな場合も存在する。 こ のような場合、 リコーター Hが走行して実際にリコートする必要の範囲は、 光照 射領域 Iの範囲のみである。 - -
ところが、 現在の光硬化造形装置では、 液槽の全域を一様にリコーター Hが走 行するようにしており、 実際にはリコ一トする必要のない部位を走行して無駄に 時間を費やしている。
本発明は、 リコーター Hの無駄な走行を排し、 リコートに要する時間の短縮化 を図るものである。 このために本発明では、 輪郭データ記憶手段 Aに記憶されて いる輪郭データに基づいて、 前記リコーター Hの走行方向に沿った軸 Yに関する 光照射領域 Iの最小座標 Y M I Nと最大座標 Y M A Xを演算する最小 ·最大座標 演算手段 Bと、 リコーター走行手段 Dによる走行範囲を最小 ·最大座標演算手段 Bで演算された最小座標 Y M I Nと最大座標 Y M A Xの間に規制する走行行程規 制手段 Cを付加した。
この発明によると、 リコーター Hの走行行程すなわち走行範囲が、 実際にリコ 一トのために走行を必要とする行程に規制され、 無駄な走行に無駄な時間が費さ れることなく、 またリコート不足ともならない。
なおこの発明の場合、 最小 ·最大座標演算手段 Bは、 全断面における最小座標 と最大座標を演算するもの、 すなわち図 2に例示するところから明らかに、 造形 する立体物 Jの全体のなかでの最小座標 Y M I Nと最大座標 Y M A Xを演算する ものであり、 そして走行行程規制手段 Cは、 全断面において、 一様に走行行程を Y M I Nと Y M A X間に規制するものであってもよい。 このようにすると、 立体 物の造形中リコート不足といった問題は生じず、 また相当程度に無駄な走行を排 除できる。 なお図 2中（b) は、 Y軸に直交する垂直軸 Z方向からの投影図を示し ている。
さらに好ましくは、 最小 ·最大座標演算手段 Bが、 直前に光照射した断面と直 後に光照射する断面についての最小 ·最大座標を演算するものであればよい。 こ のようにすると、 図 3から明らかに、 少なく とも直前に光照射した断面について の走行が行なわれるためにリコート残りが発生せず、 しかも次に光照射する断面 をも走行することから、 リコーターと次の光照射領域とが干渉することもない。 このようにしてこの方式によると、 断面毎にリコーター Hの走行行程が必要最小 限に調整されることになる。 なお図 3中 Y Dは直前に光照射した断面についての 範囲を示し、 Y Uは直後に光照射する断面についての範囲を示している。 そして — —
Yがリコータ一の走行行程を示している。
なおこの発明の場台、 最小座標 Y M I Νと最大座標 Υ Μ Α Χの差が小さいほど、 すなわち図 4 (A) (Β)の対比から明らかなように、 リコー卜のための行程が短いと きほど、 リコーター Ηの走行速度を高速化させることが好ましい。 走行行程が短 ければ高速走行してもリコ一ト残りが発生せず、 リコート時間はより短縮化され る
さらにまた、 この発明の場合、 最小 ·最大座標演算手段 Βは、 閉じた輪郭ごと に最小座標と最大座標を演算するものであり、 一方の閉じた輪郭に対する最大座 標よりも大きく、 他方の閉じた輪郭に対する最小座標よりも小さい範囲ではリコ 一夕一 Ηを高速走行させる手段が付加されていることが好ましい。 このようにす ると、 図 5に示すように、 本来はリコートする必要のない範囲 Υ 3の範囲をリコ 一ター Ηが高速走行するために、 リコート時間はより短縮化される。
以下、 図面と対比しつつ実施例の記載を読み進むことによってこの発明はより よく理解されよう。
[図面の簡単な説明]
図 1 ： この発明の光硬化造形装置を模式的に示す図
図 2 ：全断面中の最小座標と最大座標を説明する図
図 3 ：直前に光照射した断面と直後に光照射する断面についての最小座標と最 大座標を説明する図
図 4 ：走行行程の大小を示す図
図 5 ：閉じた輪郭が 2以上あるときの最小座標と最大座標の関係を例示する図 図 6 ：実施例のシステム構成図
図 7 ： データ処理内容を説明する図
図 8 ：実施例の装置全体を示す構成図
[最良の実施例]
図 8に、 この発明を具体化した一実施例に係わる光硬化造形装置の装置全体が 模式的に示されている。 図中 4 8は液槽を示し、 この液槽に光硬化性液が満たさ れている。 この液槽 4 8には、 上縁 4 6からオーバーフローする光硬化性液を回 収し、 回収液をポンプァップして再度液槽 4 8に戻す図示しない循環装置が付設 されており、 液位が常時上縁 4 6に一致するレベルに保たれる。
液槽 4 8の近傍にレーザ発振器 2 2が配置されており、 レーザ発振器 2 2は光 硬化性液を硬化させる波長のレーザ光を射出する。 射出されたレーザ光は強度調 整用フィル夕 2 4を介してガルバノ ミラー 2 6に入射される。 ガルバノ ミラー 2 6はミラー角度を変えることによってレーザ光を液面の任意の位置に指向させる ことができる。 ガルバノ ミラー 2 6は液槽 4 8上に配置されている。 液槽 4 8の 中には昇降台 4 2が液面と平行に配置されており、 昇降台 4 2は Z方向移動機構 4 4を介して昇降用モータ 2 8で液槽 4 8中で昇降される。 液槽 4 8の上縁 （す なわち液面） に沿って走行可能にリコーター 3 8が配置されており、 リコーター 3 8は Y方向移動機構 4 0を介して走行用モータ 3 0で走行する。 なお図中 3 2 はモータ 3 0の回転角を検出するエンコーダであり、 リコー夕一 3 8の位置に関 する信号を出力する。
本実施例の場合、 リコーター 3 8はフラッ トな下面を備え、 そのフラッ トな下 面が液面よりわずかに高いレベルに位置してリコーター下面と液面との間に間隙 が形成されるものを用いる。 このリコーター 3 8によると、 リコーター下面と液 面との間隙に界面張力による毛細管現象に類似する現象によって未硬化液が侵入 ないし吸入されるために、 硬化層上面に対するリコートがスムースに行なわれる c なおリコ一夕一はこれに限られるものでなく、 平滑板やブラシ等であってもよい £ この実施例ではエンコーダ 3 2によってモータ 3 0の回転角を検出し、 これに よってリコーター 3 8の位置を検出している。 しかしこれに限られるものでなく、 リコーター 3 8の走行経路に沿ってリニアセンサ 3 4を配置し、 そのリニアセン サ 3 4によってリコーター 3 8の位置を検出してもよい。 あるいはまた走行経路 に沿って所定の間隔毎にセンサ 3 6— 1 , 2 , 3…を配置し、 その'センサに対応 する位置にリコーター 3 8が存在しているか否かを検出可能としてもよい。
エンコーダ 3 2 (あるいはリニアセンサ 3 4またはセンサ群 3 6— 1 , 2 , 3 ···) の信号はコントローラ 5 0に入力され、 レーザ発振器 2 2、 フィルタ 2 4、 ガルバノ ミラー 2 6、 昇降用モータ 2 8、 走行モータ 3 0はコントローラ 5 0で 制御さォ Lる。
図 6にコントローラ 5 0のシステム構成が示されている。 コントローラ 5 0は _ _ 中央処理装置 10を中核とするコンピュー夕で構成されており、 インタ一フヱイ ス 20を介して図 8の機械系を構成するメ ンバを制御し、 またそれらからデ一夕 を取込む。 中央処理装置 10はプログラム記憶装置 12に記憶されているプログ ラムに従って作動し、 データ処理や機械等の制御を行なう。 またコントローラ 5 0には、 3角パッチ形式の 3次元形状データを記憶しておく装置 14、 断面毎の 輪郭データを記憶しておく装置 1 6、 最小 ·最大座標の記憶装置 18が用意され ている。 このコントローラは、 例えば C A Dシステム 2や 3次元測定器 6等の 3 次元形状に関するデータを出力する外部機器と接続されて用いられる。
外部機器から出力された 3次元形状データは、 図 7 (a) に模式的に示される 3 角パッチ形式のデータ構造に変換されて 3次元形状データ記憶装置 14に記憶さ れる。 このデータは、 3次元の表面形状を多数の 3角形で近似的に定義するもの であり、 図 7 (a) から明らかに点 P 11， P 12, P 13の各座標値で 1つの 3 角形 T 1の位置と形状が定義される。 以下同様に他の 3角形 T 2, T3…の位置 と形状も定義され、 全体として 3次元形状を定義する。
このような 3角パッチ形式でデータが与えられると、 次にある平面と各 3角形 の交線 C l， C 2, C 3…が幾何学的に計算される。 このようにして演算された 交線 C l， C2, C 3…を定義するデータが断面毎に輪郭データを記憶しておく 装置 16に記憶される。 なおこの場合、 硬化層の 1回あたりの沈降量にあわせた 断面毎に交線が求められていく。
この結果、 断面毎の輪郭データ記憶装置 16には図 7 (b) に例示する輪郭デー 夕が記憶されることになる。 ここで左側は i番目の断面、 右側は i + 1番目の断 面に対する輪郭を例示している。
このようにして断面毎の輪郭データが得られると、 次に i断面と i + 1断面中 の最小座標と最大座標が求められる。 図 7 (c) に示すように、 第 i断面と第 i + 1断面の各最小座標のうちの小さい方が最小座標 YM I Nとされ、 第 i断面と第 i + 1断面の各最大座標のうちの大きい方が最大座標 YMAXとされる。 これが 全部の iについて計算される。 このようにして演算された YM I N ( i ) , YM AX (i ) ( i = 1, 2， 3···) が最小 ·最大座標記憶装置 18に記憶される。 さてこのようにして最小 ·最大座標記憶装置 18に YM I N ( i ) ， YMAX _ _
( i ) が記憶されると、 走行用モータ 30が制御される。 すなわち第 i断面に対 する光照射が終了し、 昇降台 42がー層分沈降されたあと、 走行用モータ 30は、 リコーター 38が YM I N ( i ) または YMAX ( i ) に一致するまで回転され、 —致したときに停止される。 より正確にいうと、 前回の走行時に YM I N ( i - 1) で停止していれば YMAX ( i ) に向けて走行して YMAX ( i ) で停止さ れる一方、 前回の走行時に YMAX ( i— 1) で停止していれば YM I N ( i ) に向けて走行して YM I N ( i ) で停止される。 なおこの制御にあたってェンコ ーダ 32の信号が取込まれる。 エンコーダ 32にかえてリニアセンサ 34を用い ることもできる。 この場合エンコーダ 32やリニアセンサ 34は測距センサとし て用いられている。
このようにして、 リコーター Hの走行行程ないしは走行範囲が、 直前に光照射 されていてリコートする必要のある範囲と、 次回の光照射を妨げないように退避 する必要のある範囲の双方を最小限度にカバーする範囲に規制されるために、 無 駄な走行が排除され、 リコート時間の短縮化が図られる。
またこの実施例では、 最小座標 YM I Nと最大座標 YMAXの差が小さいとき ほど走行用モータ 30を高速で回転させる制御が行なわれる。
さらにまた図 5に示したように、 最大座標より大きく最小座標より小さい範囲， すなわちリコートする必要のない範囲 Y 3ではモータ 30を高速で回転させる制 御も行なわれる。
なおこの実施例では層ごとに走行行程が調整される。 しかしながら YM I N ( i ) , YMAX (i) (i = l， 2…：） に基づいて最小の最小座標 Y M I Nと 最大の最大座標 YMAXを演算し、 リコーター 38の走行行程を全断面について YM I Nと YMAXの間に固定してもよい。 このようにしても相当程度に無駄な 走行が排除される他、 制御プログラムが単純化できる利点もある。
さらにまた図 7 (d) に示すように、 このようにして演算された最小座標 YM I Nよりも小さい側で最も近いセンサ （この場合 36— 2) と最大座標 YMAXよ りも大きい側で最も近いセンサ （この場合 36— 9) を特定し、 リコーターがこ のセンサ （この場合 36— 2と 36— 9) 間を往復するようにしてもよい。
このようにすると、 エンコーダ 32やリニアセンサ 34等によってリコーター — —
の位置を検出する必要がなく、 著しく簡単な制御ですむことになる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 3次元形状を定義する断面毎の輪郭データを記憶しておく手段と、 前記手段に記憶された輪郭データに基づいて、 光硬化性液の液面に対する光照 射領域を制御する手段と、
光照射によって硬化された硬化層を沈降させる手段と、
光硬化性液の液面に沿って走行可能に配置されているリコ一ターと、 前記リコーターを走行させるリコーター走行手段、
とを備えた光硬化造形装置において、
前記リコーターの走行方向に沿った軸に関する前記光照射領域の最小座標と最 大座標を演算する最小 ·最大座標演算手段と、
前記リコーター走行手段による走行範囲を、 前記最小 ·最大座標演算手段で演 算された最小座標と最大座標の間に規制する走行行程規制手段と、
が付加されたことを特徴とするリコーター走行行程調整機構付光硬化造形装置。
2 . 前記最小 ·最大座標演算手段は、 全断面中の最小座標と最大座標を演算 するものであり、
前記走行行程規制手段は、 全断面層において、 走行行程を一様に規制するもの であることを特徴とする特許請求の範囲 1に記載のリコーター走行行程調整機構 付光硬化造形装置。
3 . 前記最小 ·最大座標演算手段は、 直前に光照射した領域と、直後に光照 射する領域についての最小座標と最大座標を演算するものであり、
前記走行行程規制手段は、 各断面毎に演算される最小座標と最大座標に基づい て走行行程を規剁するものであることを特徴とする特許請求範囲 1に記載のリコ 一夕一走行行程調整機構付光硬化造形装置。
4 . 特許請求の範囲 1に記載のリコーター走行行程調整付光硬化造形装置に おいて、 前記リコーターの走行経路に沿って所定間隔毎に配置されたリコー夕一 の有無を検出するセンサ群と、
前記最小 ·最大座標演算手段で演算された最小座標と最大座標を最小限度に包 含する一対のセンサを特定する手段と、 前記特定されたセンサでリコーターが検出されたときに、 リコ一ターの走行を 停止させる手段とが付加されているリコータ一走行行程調整機構付光硬化造形装
5 . 特許請求の範囲 1に記載のリコーター走行行程調整付光硬化造形装置に おいて、
前記走行行程規制手段は、 リコータ一の走行経路に沿って配置された測距セン ザの検出値に基づいて、 走行行程を規制するものであることを特徴とするリコー 夕一走行行程調整機構付光硬化造形装置。
6 . 前記最小 ·最大座標演算手段で演算された最小座標と最大座標の差が小 さいほど、 リコーターの走行速度を高速化させる手段が付加されていることを特 徴とするリコーター走行行程調整機構付光硬化造形装置。
7 . 前記最小 ·最大座標演算手段は、 閉じた輪郭ごとに最小座標と最大座標 を演算するものであり、 一方の閉じた輪郭に対する最大座標より大きく、 他方の 閉じた輪郭に対する最小座標より小さい範囲を、 リコーターを高速走行させる手 段が付加されていることを特徴とするリコーター走行行程調整機構付光硬化造形
8 . 前記走行行程規制手段は、 直前に光照射して硬化した領域と、 直後に光 照射する領域を最小限に包含する範囲に走行行程を規制するものである特許請求 の範囲 1に記載のリコータ一走行行程調整機構付光硬化造形装置。
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