JP2012011610A - 光造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光硬化性樹脂７にレーザ光を照射し、当該照射部分を硬化し積層して立体造形物を作製する光造形装置で、光硬化性樹脂７の液面部の温度制御を可能として、光硬化性樹脂７の層の形成を良好に実行する。
【解決手段】光硬化性樹脂７の液面に沿って走行するリコータ５と、リコータ５に設けられ温度を検出する温度検出手段２３と、リコータ５に設けられ加熱を行う加熱手段２１と、リコータ５に設けられ冷却を行う冷却手段２２と、を備える。制御手段が、温度に関して予め設定された値と温度検出手段２３により検出された温度に基づいて、加熱手段２１による加熱及び冷却手段２２による冷却を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光造形装置に関し、特に、光硬化性樹脂の液面部の温度制御を可能とすることで、光硬化性樹脂の層の形成を良好に実行する光造形装置に関する。

光造形装置は、三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データから立体造形物を造形する際に用いられ、短期間で立体造形モデルの作製が可能である。
光造形技術は、三次元ＣＡＤの形状データを水平方向に輪切りにして変換された等高線データに従って、光硬化性樹脂を繰り返し積層させることで、立体造形物を作製するものである。

ところで、一般的に、光硬化性樹脂は粘度が高いという特徴を持っている。造形に適していると言われる２５［°Ｃ］において、水の粘度が０．８９［ｍＰａ・ｓ］であるのに対し、光硬化性樹脂の粘度は約２００〜１０，０００［ｍＰａ・ｓ］と高く、更には温度が低くなれば粘度がより高くなる傾向がある。光硬化性樹脂の粘度が高くなると、未硬化の光硬化性樹脂の層を形成するリコート工程の際に、均一な層の形成が困難であるため、造形不良の発生や、液面平定に多大な時間を要するなどの問題が起こる可能性が高い。

このため、従来より利用されてきた光造形装置の多くでは、光硬化性樹脂の容器であるタンク部に温度測定器とヒータが取り付けられているものが多く、温度測定器の測定結果に応じて制御されたヒータの加熱によって、光硬化性樹脂の温度の低下を防いでいる。

なお、従来技術の一例として、容器内の光硬化性樹脂にレーザ光を照射して当該照射部分を硬化し積層して立体造形品を作製する光造形装置において、容器内の光硬化性樹脂の粘度を検出し、検出した粘度を数値として表示し、これにより、その粘度が、立体造形品の作製中も含めて随時、認知されることを可能にする光造形装置や、更に、その粘度の検出値が、立体造形品の作製中も含めて、設定値以上になったときに、容器内の光硬化性樹脂を攪拌すること或いは光硬化性樹脂を循環させて濾過する（異物除去する）ことを行う光造形装置が検討されていた（特許文献１参照。）。

特開２０１０−０６４３４８号公報

しかしながら、従来の光造形装置では、次のような問題点があった。
すなわち、タンク部に取り付けられたヒータの加熱に十分な時間を費やさないまま造形を実施すると、タンク壁周辺の光硬化性樹脂は適正温度であっても、タンク中央部分の光硬化性樹脂の温度が適正温度より低いため、粘度のばらつきが生じ、不均一な層の発生や液面平定時間不足により造形不良が発生していた。
また、層を形成するために液面を走査するリコータ部が光硬化性樹脂の液面から熱を吸収し、液面部の温度が低下し、層の形成が良好に実施できない例もあった。

また、光硬化性樹脂の液面にレーザが照射された箇所は局部的に温度が上昇するため、光硬化性樹脂を十分な時間加熱しないままで造形を実施すると、レーザが照射された付近とそれ以外の液面部の温度差が大きくなり、粘度のばらつきによる流動性の違いから均一な層が形成できないことも造形不良の一因となっていた。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、光硬化性樹脂の液面部の温度制御を可能とすることで、光硬化性樹脂の層の形成を良好に実行することができる光造形装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、光硬化性樹脂にレーザ光を照射し、当該照射部分を硬化し積層して立体造形物を作製する光造形装置において、次のような構成とした。
すなわち、リコータが、前記光硬化性樹脂の液面に沿って走行する。温度検出手段が、前記リコータに設けられ、温度を検出する。加熱手段が、前記リコータに設けられ、加熱を行う。冷却手段が、前記リコータに設けられ、冷却を行う。
このような構成において、制御手段が、温度に関して予め設定された値と前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記加熱手段による加熱及び前記冷却手段による冷却を制御する。

従って、光硬化性樹脂の液面部の温度制御を可能とすることで、光硬化性樹脂の層の形成を良好に実行することができる。
ここで、光造形装置の全体的な構成や各部（各手段を含む）の構成としては、種々なものが用いられてもよい。
また、温度に関して予め設定された値としては、種々な値が用いられてもよい。

また、制御手段により加熱手段による加熱及び冷却手段による冷却を制御する態様としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、加熱が必要な場合には加熱手段による加熱を行うように制御し、冷却が必要な場合には冷却手段による冷却を行うように制御する、というような態様を用いることができ、また、必要に応じて、加熱の程度や、冷却の程度を制御してもよい。
また、制御手段は、例えば、リコータの温度に関する条件などに従って、リコータの走行速度を変更する制御を行う機能を有してもよい。

以上説明したように、本発明に係る光造形装置によると、光硬化性樹脂の液面部の温度制御を可能とすることで、光硬化性樹脂の層の形成を良好に実行することができる。

光造形装置の一般的な構成例を示す図である。 本発明の第１実施例に係る光造形装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施例に係る光造形装置において行われる処理の手順の一例を示すフローチャートの図である。 本発明の第２実施例に係る光造形装置の構成例を示す図である。 本発明の第２実施例に係る光造形装置において行われる処理の手順の一例を示すフローチャートの図である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明が適用される装置の一例として、光造形装置の一般的な構成例を説明する。
図１には、光造形装置の一般的な概略の構成例を示してある。
本例の光造形装置は、紫外線（ＵＶ：ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）レーザ１と、スキャナミラー（光走査用の反射鏡）２と、テーブル３と、エレベータ装置４と、リコータ５と、タンク６と、光硬化性樹脂７と、制御装置８と、記憶装置９を備えている。
また、図１には、立体造形物１１を示してある。

各部について説明する。
ＵＶレーザ１は、制御装置８により制御されて、レーザ光を出力する。
ここで、ＵＶレーザ１は、光硬化性樹脂７の硬化特性に対応した波長のレーザ光を発生させ、光硬化性樹脂７を硬化させるための光の発生源となる。なお、レーザとしては、紫外線レーザ以外のものが用いられてもよい。

スキャナミラー２は、等高線データに基づいてＵＶレーザ１からのレーザ光が所定のパターンを走査するように、ＵＶレーザ１からのレーザ光の方向を制御する。
ここで、スキャナミラー２は、例えば、走査駆動機構を有しており、制御装置８により制御されて、ＵＶレーザ１からのレーザ光の反射方向を二次元方向に変化させて、光硬化性樹脂７の液面にレーザ光を二次元走査させる。

テーブル３は、樹脂性のタンク６内に設けられ、立体造形物１１を作製する台である。
ここで、テーブル３は、例えば、造形過程の当初から立体造形物１１が置かれるものであり、そして、エレベータ装置４により、立体造形物１１が置かれる部分が水平を保った状態で、樹脂タンク６の中で上下に移動させられる。

エレベータ装置４は、制御装置８により制御されて、テーブル３の昇降を制御し、テーブル３を保持して上下に移動させる。
リコータ５は、制御装置８により制御されて、光硬化性樹脂７の液面を平行に移動することで、液面の静定や、泡の除去を行う。
ここで、リコータ５は、例えば、移動機構に保持されており、スキャンされること（左右に動かされること）で、ディッパ部により光硬化性樹脂７の塗布（表面張力により樹脂を吸い上げること）が為されるとともに、スクレーパ（ナイフ）部により表面をならすことが為される。

光硬化性樹脂７は、光造形による立体造形物１１の材料である。
タンク６は、光硬化性樹脂７の容器であり、例えば、有底の筒形又は有底の箱形を有する。
制御装置８は、光造形装置全体の制御を行う。
ここで、制御装置８は、例えば、造形すべき立体造形物の三次元ＣＡＤデータを（例えば、記憶装置９から、或いは、外部の三次元ＣＡＤシステムなどから）入力し、当該三次元ＣＡＤデータを水平方向に輪切りにした等高線データへ変換し、これに応じてスキャナミラー２を制御して光硬化性樹脂７の液面がＵＶレーザ１からのレーザ光で二次元走査され、これと共に、ＵＶレーザ１やエレベータ装置４などを制御して、立体造形物１１が光硬化性樹脂７の中で造形されるように制御する。

記憶装置９は、造形モデル（立体造形物）の三次元データや、積層データなどの保存を行う。
立体造形物１１は、本例の光造形装置によって造形されたモデルである。

本発明の第１実施例を説明する。
図２には、本発明の第１実施例に係る光造形装置の概略の構成例を示してある。
本例の光造形装置は、図１に示されるのと同様な構成のものに、更に、制御装置８により制御されるヒータ２１と、制御装置８により制御される冷却液管２２と、温度を計測（検出）して制御装置８へ通知（出力）する温度計測部２３を備えている。
ここで、図２では、本例の説明に十分な程度で構成例を示してあるが、本例の光造形装置は、実際には図１に示される全ての構成部を備えている。また、図２では、全体的な構成に関する斜視方向からの断面図と、リコータ５の一部の構成に関する一部拡大図を示してある。

本例の光造形装置の特徴について説明する。
リコータ５が光硬化性樹脂７の液面を走行してリコート工程を実施する際に、温度計測部２３により得られた温度のデータに基づいて、液面の温度が設定値になるように、制御装置８が、ヒータ２１の出力と冷却液管２２を流れる冷却液の流量を決定して、制御する。

ここで、ヒータ２１としては、例えば、ホットプレートやシリコンラバーヒータなどのように、リコータ５に取り付けが容易で軽量なものが望ましいが、ヒータの種類、取付位置、使用数などについては、利用者の必要に応じて自由に設定されてもよい。
また、冷却液管２２としては、例えば、使用する液体、必要流量などに鑑みて、形状や作製位置などが自由に設定されてもよい。
また、温度計測部２３としては、例えば、工業用で一般的に使用されているＫ熱電対などのように、取り扱いが容易なものが望ましいが、温度計測部の種類、取付位置、使用数などについては、利用者の必要に応じて自由に設定されてもよい。

図３には、本例の光造形装置において行われる処理の手順の一例を示してある。リコート工程において、リコータ５、ヒータ２１、冷却液管（冷却機構）２２、温度計測部２３、制御装置８により制御されるリコータ５の速度の設定、がどのように連動して動作するかが表されている。

リコート工程の処理が開始されると（ステップＳ１）、制御装置８が、リコータ５を移動させて（ステップＳ２）、温度計測部２３により光硬化性樹脂７の液面の温度を計測する（ステップＳ３）。制御装置８は、計測された液面の温度が予め設定された設定値であるか否かを判定し（ステップＳ４）、計測された液面の温度が設定値であると判定した場合には、リコータ５の終点位置であるか否かを判定し（ステップＳ５）、リコータ５の終点位置であると判定した場合には本処理を終了する一方（ステップＳ６）、リコータ５の終点位置ではないと判定した場合にはステップＳ２の処理へ戻る。

上記したステップＳ４の判定の結果、計測された液面の温度が設定値ではないと判定した場合には、制御装置８は、計測された液面の温度と設定値との差分を解析し（ステップＳ７）、計測された液面の温度が低いか否かを判定し（ステップＳ８）、計測された液面の温度が低いと判定した場合には、リコータ５の温度が所定の上限値以下であるか否かを判定し（ステップＳ９）、リコータ５の温度が所定の上限値以下であると判定した場合には、ヒータ２１の出力（加熱の程度）を計算して（ステップＳ１１）、それに従ってヒータ２１の出力（加熱のための出力）を制御し（ステップＳ１２）、ステップＳ５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ９の判定の結果、リコータ５の温度が所定の上限値以下ではない（つまり、所定の上限値を超える）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の速度を計算して（ステップＳ１３）、それに従ってリコータ５の速度を変更し（ステップＳ１４）、ステップＳ５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ８の判定の結果、計測された液面の温度が低くない（高い）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の温度が所定の下限値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、リコータ５の温度が所定の下限値以上であると判定した場合には、冷却液管２２の冷却液の流量（冷却の程度）を計算して（ステップＳ１５）、それに従って冷却液管２２に冷却液を流入し（ステップＳ１６）、ステップＳ５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ１０の判定の結果、リコータ５の温度が所定の下限値以上ではない（つまり、所定の下限値未満である）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の速度を計算して（ステップＳ１３）、それに従ってリコータ５の速度（走行速度）を変更し（ステップＳ１４）、ステップＳ５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

ここで、液面温度が低いか否かを判定する処理（ステップＳ８の処理）としては、種々な判定の仕方が用いられてもよく、例えば、液面温度の方が設定値よりも低い場合には低いと判定し、液面温度の方が設定値よりも高い場合には低くない（高い）と判定するようなことが可能である。
また、リコータ５の温度に関する上限値（ステップＳ９）と下限値（ステップＳ１０）としては、それぞれ、種々な値が用いられてもよい。
また、温度計測部２３は、例えば、光硬化性樹脂７の液面の温度を計測する機能や、リコータ５の温度を計測する機能を有している。

また、ヒータ２１の出力を制御する方法（ステップＳ１１、ステップＳ１２の処理）や、冷却液管２２を流れる冷却液の流量を制御する方法（ステップＳ１５、ステップＳ１６の処理）や、リコータ５の速度を制御する方法（ステップＳ１３、ステップＳ１４の処理）としては、それぞれ、種々な態様のものが用いられてもよい。本例では、液面温度を設定値に一致させる（或いは、近付ける）ように、制御が行われる。

以上のように、本例では、タンク６内の光硬化性樹脂７の液面にレーザ光を選択的に照射して、当該照射部分を硬化させつつ積層する造形動作を行い、所定の形状の立体造形物を作製する光造形装置において、光硬化性樹脂７の液面に沿って走行するリコータ５に温度計測部２３、加熱冷却部（本例では、ヒータ２１、冷却液管２２）を備えた。
また、本例では、リコータ５に備えた温度計測部２３により得られた値から、加熱冷却部の出力（本例では、ヒータ２１の出力、冷却液管２２の冷却液流量）を決定する。
また、本例では、リコータ５に備えた温度計測部２３により得られた値から、リコータ５の走行速度を変動する。

一構成例として、光硬化性樹脂７にレーザ光を照射し、当該照射部分を硬化し積層して立体造形物を作製する光造形装置において、リコータ５と、温度計測部（本例では、温度計測部２３）と、加熱冷却部（本例では、ヒータ２１、冷却液管２２）と、制御部（本例では、制御装置８）を有し、リコータ５は温度計測部と加熱冷却部を備え、制御部は予め設定した温度と温度計測部で計測した温度を基に加熱冷却部を制御する。

このように、本例の光造形装置では、層を形成するために液面を走査するリコータ５の部分に、温度計測部及び加熱冷却部を備え、光硬化性樹脂７の液面部の温度制御が可能であり、光硬化性樹脂７の液面の温度を指定した値に制御し、粘度を調整することにより、効率的な造形が可能であり、具体的には、例えば、より高速で確実な造形を実行することや、光硬化性樹脂７の層の形成を確実且つ均一に実行することができる。

以上のように、本例の光造形装置では、リコータ５の部分による温度計測及び加熱冷却により、光硬化性樹脂７の液面部の温度を制御して、一定の粘度の条件下で造形が可能であるため、リコート工程の際に、未硬化の光硬化性樹脂７の層を安定して生成することができる。また、各種の光硬化性樹脂の多くは熱耐性に乏しい特徴があるので、予めリコータ５の上限温度（温度に関する上限値）や下限温度（温度に関する下限値）を設定しておき、リコータ温度が設定値に届いたような場合には、加熱冷却部の出力を変動させるのではなく、リコータ５の走行速度を制御（設定など）することによる液面温度の調整も可能である。これにより、例えば、必要以上に光硬化性樹脂７を加熱や冷却することなく、熱によるダメージを抑えた造形が可能となる。
更に、層の生成が困難である大面積モデルや箱形状モデルなどを造形する際においては、例えば、液面の温度を通常より高く設定することにより、光硬化性樹脂７の流動性が高まり、層の生成を良好に実行することができるという効果もある。

なお、本例の光造形装置では、温度計測部２３の機能により温度を検出（計測）する温度検出手段が構成されており、ヒータ２１の機能により加熱手段が構成されており、冷却液管２２の機能により冷却手段が構成されており、制御装置８の機能により制御手段が構成されている。

本発明の第２実施例を説明する。
図４には、本発明の第２実施例に係る光造形装置の概略の構成例を示してある。
本例の光造形装置は、図１に示されるのと同様な構成のものに、更に、制御装置８により制御されるペルチェ素子３１と、制御装置８により制御されるペルチェ素子用冷却液管３２と、温度を計測（検出）して制御装置８へ通知（出力）する温度計測部３３を備えている。
ここで、図４では、本例の説明に十分な程度で構成例を示してあるが、本例の光造形装置は、実際には図１に示される全ての構成部を備えている。また、図４では、全体的な構成に関する斜視方向からの断面図と、リコータ５の一部の構成に関する一部拡大図を示してある。

本例の光造形装置の特徴について説明する。
リコータ５が光硬化性樹脂７の液面を走行してリコート工程を実施する際に、温度計測部３３により得られた温度のデータに基づいて、液面の温度が設定値になるように、制御装置８が、ペルチェ素子３１への電流量を決定して、制御する。

本例では、リコータ５の液面側に、電流を供給することで加熱と冷却が可能な電子部品であるペルチェ素子３１が取り付けられている。
一般に、ペルチェ素子３１は、電流を流す方向によって加熱と冷却の向きが逆転する性質を持っている。その性質を利用して、液面の温度が低い場合には、液面側が加熱する方向へ電流を供給することでペルチェ素子３１をヒータとして利用し、反対に、液面の温度が高い場合には、液面側が冷却する方向へ電流を供給することでペルチェ素子３１を冷却部として利用することができる。

ここで、ペルチェ素子３１としては、例えば、位置、使用数などについては、利用者の必要に応じて自由に設定されてもよい。
また、温度計測部３３としては、例えば、工業用で一般的に使用されているＫ熱電対などのように、取り扱いが容易なものが望ましいが、温度計測部の種類、取付位置、使用数などについては、利用者の必要に応じて自由に設定されてもよい。

図５には、本例の光造形装置において行われる処理の手順の一例を示してある。リコート工程において、リコータ５、ペルチェ素子３１、温度計測部３３、制御装置８により制御されるリコータ５の速度の設定、がどのように連動して動作するかが表されている。

リコート工程の処理が開始されると（ステップＳ２１）、制御装置８が、リコータ５を移動させて（ステップＳ２２）、温度計測部３３により光硬化性樹脂７の液面の温度を計測する（ステップＳ２３）。制御装置８は、計測された液面の温度が予め設定された設定値であるか否かを判定し（ステップＳ２４）、計測された液面の温度が設定値であると判定した場合には、リコータ５の終点位置であるか否かを判定し（ステップＳ２５）、リコータ５の終点位置であると判定した場合には本処理を終了する一方（ステップＳ２６）、リコータ５の終点位置ではないと判定した場合にはステップＳ２２の処理へ戻る。

上記したステップＳ２４の判定の結果、計測された液面の温度が設定値ではないと判定した場合には、制御装置８は、計測された液面の温度と設定値との差分を解析し（ステップＳ２７）、計測された液面の温度が低いか否かを判定し（ステップＳ２８）、計測された液面の温度が低いと判定した場合には、リコータ５の温度が所定の上限値以下であるか否かを判定し（ステップＳ２９）、リコータ５の温度が所定の上限値以下であると判定した場合には、液面側の加熱のためのペルチェ素子３１への電流量（加熱の程度）を計算して（ステップＳ３１）、それに従って液面側の加熱のためのペルチェ素子３１への電流を供給するように制御し（ステップＳ３２）、ステップＳ２５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ２９の判定の結果、リコータ５の温度が所定の上限値以下ではない（つまり、所定の上限値を超える）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の速度を計算して（ステップＳ３３）、それに従ってリコータ５の速度（走行速度）を変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ２５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ２８の判定の結果、計測された液面の温度が低くない（高い）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の温度が所定の下限値以上であるか否かを判定し（ステップＳ３０）、リコータ５の温度が所定の下限値以上であると判定した場合には、液面側の冷却のためのペルチェ素子３１への電流量（冷却の程度）を計算して（ステップＳ３５）、それに従って液面側の冷却のためのペルチェ素子３１への電流を供給するように制御し（ステップＳ３６）、ステップＳ２５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

上記したステップＳ３０の判定の結果、リコータ５の温度が所定の下限値以上ではない（つまり、所定の下限値未満である）と判定した場合には、制御装置８は、リコータ５の速度を計算して（ステップＳ３３）、それに従ってリコータ５の速度を変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ２５の処理（リコータ５の終点位置であるか否かを判定する処理）へ移行する。

ここで、液面温度が低いか否かを判定する処理（ステップＳ２８の処理）としては、種々な判定の仕方が用いられてもよく、例えば、液面温度の方が設定値よりも低い場合には低いと判定し、液面温度の方が設定値よりも高い場合には低くない（高い）と判定するようなことが可能である。
また、リコータ５の温度に関する上限値（ステップＳ２９）と下限値（ステップＳ３０）としては、それぞれ、種々な値が用いられてもよい。
また、温度計測部３３は、例えば、光硬化性樹脂７の液面の温度を計測する機能や、リコータ５の温度を計測する機能を有している。

また、加熱のためにペルチェ素子３１へ供給される電流の量を制御する方法（ステップＳ３１、ステップＳ３２の処理）や、冷却のためにペルチェ素子３１へ供給される電流の量をを制御する方法（ステップＳ３５、ステップＳ３６の処理）や、リコータ５の速度を制御する方法（ステップＳ３３、ステップＳ３４の処理）としては、それぞれ、種々な態様のものが用いられてもよい。本例では、液面温度を設定値に一致させる（或いは、近付ける）ように、制御が行われる。

以上のように、本例では、タンク６内の光硬化性樹脂７の液面にレーザ光を選択的に照射して、当該照射部分を硬化させつつ積層する造形動作を行い、所定の形状の立体造形物を作製する光造形装置において、光硬化性樹脂７の液面に沿って走行するリコータ５に温度計測部３３、加熱冷却部（本例では、ペルチェ素子３１、ペルチェ素子用冷却液管３２）を備えた。
また、本例では、リコータ５に備えた温度計測部３３により得られた値から、加熱冷却部の出力（本例では、ペルチェ素子３１の電流量）を決定する。
また、本例では、リコータ５に備えた温度計測部３３により得られた値から、リコータ５の走行速度を変動する。

一構成例として、光硬化性樹脂７にレーザ光を照射し、当該照射部分を硬化し積層して立体造形物を作製する光造形装置において、リコータ５と、温度計測部（本例では、温度計測部３３）と、加熱冷却部（本例では、ペルチェ素子３１、ペルチェ素子用冷却液管３２）と、制御部（本例では、制御装置８）を有し、リコータ５は温度計測部と加熱冷却部を備え、制御部は予め設定した温度と温度計測部で計測した温度を基に加熱冷却部を制御する。

このように、本例の光造形装置では、層を形成するために液面を走査するリコータ５の部分に、温度計測部及び加熱冷却部を備え、光硬化性樹脂７の液面部の温度制御が可能であり、光硬化性樹脂７の液面の温度を指定した値に制御し、粘度を調整することにより、効率的な造形が可能であり、具体的には、例えば、より高速で確実な造形を実行することや、光硬化性樹脂７の層の形成を確実且つ均一に実行することができる。

以上のように、本例の光造形装置では、リコータ５の部分による温度計測及び加熱冷却により、光硬化性樹脂７の液面部の温度を制御して、一定の粘度の条件下で造形が可能であるため、リコート工程の際に、未硬化の光硬化性樹脂７の層を安定して生成することができる。また、各種の光硬化性樹脂の多くは熱耐性に乏しい特徴があるので、予めリコータ５の上限温度（温度に関する上限値）や下限温度（温度に関する下限値）を設定しておき、リコータ温度が設定値に届いたような場合には、加熱冷却部の出力を変動させるのではなく、リコータ５の走行速度を制御（設定など）することによる液面温度の調整も可能である。これにより、例えば、必要以上に光硬化性樹脂７を加熱や冷却することなく、熱によるダメージを抑えた造形が可能となる。
更に、層の生成が困難である大面積モデルや箱形状モデルなどを造形する際においては、例えば、液面の温度を通常より高く設定することにより、光硬化性樹脂７の流動性が高まり、層の生成を良好に実行することができるという効果もある。

なお、本例の光造形装置では、温度計測部３３の機能により温度を検出（計測）する温度検出手段が構成されており、ペルチェ素子３１及びペルチェ素子用冷却液管３２の機能により加熱手段や冷却手段が構成されており、制御装置８の機能により制御手段が構成されている。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

１・・ＵＶレーザ、 ２・・スキャナミラー、 ３・・テーブル、 ４・・エレベータ装置、 ５・・リコータ、 ６・・タンク、 ７・・光硬化性樹脂、 ８・・制御装置、 ９・・記憶装置、 １１・・立体造形物、 ２１・・ヒータ、 ２２・・冷却液管、 ２３、３３・・温度計測部、 ３１・・ペルチェ素子、 ３２・・ペルチェ素子用冷却液管、

Claims (1)

1. 光硬化性樹脂にレーザ光を照射し、当該照射部分を硬化し積層して立体造形物を作製する光造形装置において、
   前記光硬化性樹脂の液面に沿って走行するリコータと、
   前記リコータに設けられ、温度を検出する温度検出手段と、
   前記リコータに設けられ、加熱を行う加熱手段と、
   前記リコータに設けられ、冷却を行う冷却手段と、
   温度に関して予め設定された値と前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記加熱手段による加熱及び前記冷却手段による冷却を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする光造形装置。