特開 2020-189460 ガス濃度計及び積層造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-189460(P2020-189460A)

(43)【公開日】2020年11月26日

(54)【発明の名称】ガス濃度計及び積層造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20201030BHJP

   B29C 64/371 20170101ALI20201030BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20201030BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20201030BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20201030BHJP

   B29C 64/153 20170101ALI20201030BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/393

   B29C64/371

   B33Y50/02

   B33Y30/00

   B33Y10/00

   B29C64/153

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-96759(P2019-96759)

(22)【出願日】2019年5月23日

(71)【出願人】

【識別番号】000132725

【氏名又は名称】株式会社ソディック

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰＸ

(72)【発明者】

【氏名】村中 勝隆

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AC04

4F213AM30

4F213AP14

4F213AR11

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL67

4F213WL85

4F213WL87

4F213WL96

(57)【要約】

【課題】複数のセンサを用いてチャンバ（２）内の特定のガスの濃度を検出する際に検出範囲が欠落しないガス濃度計（１）及び積層造形装置が望まれる。
【解決手段】本発明は、第１の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能な第１のガス濃度検出センサ（１３−１）と、第２の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能な第２のガス濃度検出センサ（１３−２）と、制御部（１１）とを含んで、第２の濃度範囲の上限値は、第１の濃度範囲の上限値よりも低く、第２の濃度範囲の下限値は、第１の濃度範囲の下限値よりも低く、制御部は、第１のガス濃度検出センサの出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、第２のガス濃度検出センサの出力信号が第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、第１の濃度範囲の下限値または第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバ内の特定のガスの濃度を検出するガス濃度計であって、
第１のガス濃度検出センサと、第２のガス濃度検出センサと、制御部と、指示値表示部とを備え、
前記第１のガス濃度検出センサは、第１の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能に構成され、
前記第２のガス濃度検出センサは、第２の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能に構成され、ここで、前記第２の濃度範囲の上限値は、前記第１の濃度範囲の上限値よりも低く、前記第２の濃度範囲の下限値は、前記第１の濃度範囲の下限値よりも低く、
前記制御部は、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１または前記第２のガス濃度検出センサのうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成され、
前記指示値表示部は、前記制御部から出力される前記指示値を表示可能に構成される、
ガス濃度計。

【請求項2】

前記制御部は、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成される、
請求項１に記載のガス濃度計。

【請求項3】

前記制御部は、
前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限よりも高いガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成される、
請求項１に記載のガス濃度計。

【請求項4】

前記制御部は、前記チャンバ内のガスを前記第１のガス濃度検出センサと前記第２のガス濃度検出センサのどちらかに切り替えて供給する、
請求項１または請求項３に記載のガス濃度計。

【請求項5】

前記第１の濃度範囲の下限値と前記第２の濃度範囲の上限値とが同一である、
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のガス濃度計。

【請求項6】

積層造形物を形成する積層造形装置であって、
チャンバと、不活性ガス供給装置と、酸素濃度計とを備え、
前記チャンバは、所望の三次元造形物が形成される造形領域を覆うように構成され、
前記不活性ガス供給装置は、前記チャンバ内に不活性ガスを充填可能に構成され、
前記酸素濃度計は、前記チャンバ内の酸素濃度を検出可能に構成され、
ここで、前記酸素濃度計は、第１の酸素濃度検出センサと、第２の酸素濃度検出センサと、制御部と、指示値表示部とを備え、
前記第１の酸素濃度検出センサは、第１の濃度範囲の酸素濃度を少なくとも検出可能に構成され、
前記第２の酸素濃度検出センサは、第２の濃度範囲の酸素濃度を少なくとも検出可能に構成され、ここで、前記第２の濃度範囲の上限値は、前記第１の濃度範囲の上限値よりも低く、前記第２の濃度範囲の下限値は、前記第１の濃度範囲の下限値よりも低く、
前記制御部は、前記不活性ガス供給装置により前記チャンバ内に前記不活性ガスの供給が開始された際に、
前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内の酸素濃度に対応する場合は、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内の酸素濃度に対応する場合は、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、
前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高い酸素濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成され、
前記指示値表示部は、前記制御部から出力される前記指示値を表示可能に構成される、
積層造形装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高い酸素濃度に対応する場合は、前記所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値を指示値として出力する、
請求項６に記載の積層造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ガス濃度計及び積層造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

金属の積層造形においては、金属材料からなる材料層を形成し、この材料層の所定箇所にレーザ光または電子ビーム等のビームを照射して照射位置の材料層を焼結または溶融させて固化層を形成している。そして、材料層の形成と固化層の形成とを繰り返すことによって、所望の三次元造形物を造形している。

【0003】

このような金属の積層造形を行う積層造形装置は、近年、その性能が向上してきている。この性能の向上に伴って、試作品の製作が主な用途であった積層造形装置の利用範囲が拡大してきている。特に、最近では、医療分野や航空宇宙分野においても、積層造形装置により重要な部品等を製作する機会が増加している。これらの分野で使われている部品等は、その他の分野で使われている部品等よりもさらに高い品質が求められているので、その種類によっては、低酸素濃度の環境下で造形を行う必要がある。

【0004】

また、低酸素濃度の環境下で造形を行う場合、造形中に当該環境を維持できているかどうかを監視する必要がある。

【0005】

このため、積層造形を行う造形室（チャンバ）内の酸素濃度を常時または定期的に測定する必要があるが、複数のセンサを用いなければ、造形室内の酸素濃度を測定できない場合がある。

【0006】

なお、複数のセンサを用いた濃度計には、例えば、特許文献１に記載されているように、所定の濃度において一方のセンサから他方のセンサに切り替えを行い、その切り替えの基準を、濃度の上昇時と下降時とで異ならせるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３６５８２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、ガス濃度を検出するためのセンサには、様々なものがあるが、温度等の使用環境や、測定可能な範囲や分解能等の性能、価格等を考慮すると、必ずしも所望する性能のセンサを利用することができない場合があり、特許文献１に記載されている技術のように、複数のセンサの切り替え基準に余裕をもたせることが困難になることが考えられる。

【0009】

また、一般的に、各種センサは、検出誤差を有するものであるから、この誤差を考慮すると、複数のセンサの切り替え基準に余裕をもたせることは、より困難となる。

【0010】

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、複数のセンサを用いた場合でも、検出範囲が欠落することのないガス濃度計及び積層造形装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明によれば、チャンバ内の特定のガスの濃度を検出するガス濃度計であって、第１のガス濃度検出センサと、第２のガス濃度検出センサと、制御部と、指示値表示部とを備え、前記第１のガス濃度検出センサは、第１の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能に構成され、前記第２のガス濃度検出センサは、第２の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出可能に構成され、ここで、前記第２の濃度範囲の上限値は、前記第１の濃度範囲の上限値よりも低く、前記第２の濃度範囲の下限値は、前記第１の濃度範囲の下限値よりも低く、前記制御部は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１または前記第２のガス濃度検出センサのうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成され、前記指示値表示部は、前記制御部から出力される前記指示値を表示可能に構成される、ガス濃度計が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るガス濃度計及び積層造形装置は、特定のガス濃度、例えば酸素濃度を測定するためのセンサが検出誤差を有するものであっても、検出範囲を欠落させることなく、特定のガス濃度の検出が可能となる。

【0013】

好ましくは、以下の発明が提供されてもよい。
前記制御部は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成される、前記ガス濃度計。
前記制御部は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第２のガス濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限よりも高いガス濃度に対応し、かつ、前記第１のガス濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成される、前記ガス濃度計。
前記制御部は、前記チャンバ内のガスを前記第１のガス濃度検出センサと前記第２のガス濃度検出センサのどちらかに切り替えて供給する、前記ガス濃度計。
前記第１の濃度範囲の下限値と前記第２の濃度範囲の上限値とが同一である、前記ガス濃度計。
積層造形物を形成する積層造形装置であって、チャンバと、不活性ガス供給装置と、酸素濃度計とを備え、前記チャンバは、所望の三次元造形物が形成される造形領域を覆うように構成され、前記不活性ガス供給装置は、前記チャンバ内に不活性ガスを充填可能に構成され、前記酸素濃度計は、前記チャンバ内の酸素濃度を検出可能に構成され、ここで、前記酸素濃度計は、第１の酸素濃度検出センサと、第２の酸素濃度検出センサと、制御部と、指示値表示部とを備え、前記第１の酸素濃度検出センサは、第１の濃度範囲の酸素濃度を少なくとも検出可能に構成され、前記第２の酸素濃度検出センサは、第２の濃度範囲の酸素濃度を少なくとも検出可能に構成され、ここで、前記第２の濃度範囲の上限値は、前記第１の濃度範囲の上限値よりも低く、前記第２の濃度範囲の下限値は、前記第１の濃度範囲の下限値よりも低く、前記制御部は、前記不活性ガス供給装置により前記チャンバ内に前記不活性ガスの供給が開始された際に、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲内の酸素濃度に対応する場合は、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲内の酸素濃度に対応する場合は、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号に基づく指示値を出力し、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高い酸素濃度に対応する場合は、所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値または前記第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力可能に構成され、前記指示値表示部は、前記制御部から出力される前記指示値を表示可能に構成される、積層造形装置。
前記制御部は、前記第１の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第１の濃度範囲の下限値よりも低い酸素濃度に対応し、かつ、前記第２の酸素濃度検出センサの出力信号が前記第２の濃度範囲の上限値よりも高い酸素濃度に対応する場合は、前記所定の時間だけ前記第１の濃度範囲の下限値を指示値として出力する、前記積層造形装置。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るガス濃度計１の構成を示した図である。

【図2】ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲との一部が重複する場合の濃度範囲を示した図である。

【図3】ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲の下限値と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲の上限値が同一である場合の濃度範囲を示した図である。

【図4】ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲とが離間する場合の濃度範囲を示した図である。

【図5】図２に示した濃度範囲における誤差を説明するための図である。

【図6】図３に示した濃度範囲における誤差を説明するための図である。

【図7】ガス濃度検出センサ１３−１によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合の制御部１１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【図8】ガス濃度検出センサ１３−２によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合の制御部１１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【図9】本発明の実施形態に係る積層造形装置５の構成を示した図である。

【図10】酸素濃度検出センサ８３−１により酸素濃度の検出を始める場合の制御部８１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【図11】酸素濃度検出センサ８３−２により酸素濃度の検出を始める場合の制御部８１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

【0016】

１．構成例
図１は、本発明の実施形態に係るガス濃度計１の構成を示した図である。図１に示すように、ガス濃度計１は、制御部１１、指示値表示部１２、ガス濃度検出センサ１３−１（第１のガス濃度検出センサ）、ガス濃度検出センサ１３−２（第２のガス濃度検出センサ）、開閉弁１４−１、開閉弁１４−２、ガス供給口１５、エジェクタ１６及び流量計１７を有し、チャンバ２内の特定のガスの濃度を検出する。また、ガス濃度計１は、レギュレータ１８を有してもよい。

【0017】

制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号とに基づいて、指示値表示部１２に表示させるチャンバ２内の特定のガスの濃度の指示値を決定して出力する。また、制御部１１は、開閉弁１４−１と開閉弁１４−２を制御する。また、制御部１１は、流量計１７の出力信号に基づいてレギュレータ１８を制御するようにしてもよい。

【0018】

指示値表示部１２は、制御部１１から出力される指示値を表示する。

【0019】

ガス濃度検出センサ１３−１は、第１の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出する。第１の濃度範囲内とは、第１の濃度範囲の下限値以上かつ第１の濃度範囲の上限値以下である。

【0020】

ガス濃度検出センサ１３−２は、第２の濃度範囲内のガス濃度を少なくとも検出する。第２の濃度範囲内とは、第２の濃度範囲の下限値以上かつ第２の濃度範囲の上限値以下である。第２の濃度範囲の上限値は、第１の濃度範囲の上限値より低い。また、第２の濃度範囲の下限値は、第１の濃度範囲の下限値よりも低い。

【0021】

開閉弁１４−１は、開かれた際にチャンバ２内から吸引されたガスをガス濃度検出センサ１３−１に通す弁であり、例えば、２方向電磁弁により実現され、制御部１１からの制御信号によってガスが流れる流路を開閉するものである。

【0022】

開閉弁１４−２は、開かれた際にチャンバ２内から吸引されたガスをガス濃度検出センサ１３−２に通す弁であり、例えば、２方向電磁弁により実現され、制御部１１からの制御信号によってガスが流れる流路を開閉するものである。

【0023】

ガス供給口１５は、チャンバ２内にガスを供給するための供給口である。ガス供給口１５から供給されるガスは、ガス濃度検出センサ１３−１、１３−２が検出可能な特定のガス、特定のガス以外のガス、または、それら両方の混合ガスである。ガス供給口１５から供給されるガスは、チャンバ２内に充填されるガスでもよい。また、チャンバ２に充填されるガスを図示しない別の供給口から供給するのであれば、ガス供給口１５から供給されるガスは、チャンバ２内のガス濃度を検出するためだけに用いるものであってもよい。

【0024】

エジェクタ１６は、内部に駆動流体が流れることで吸引力を発生するもので、チャンバ２内のガスを吸引する。具体的には、エジェクタ１６は、ガス供給口１５から矢印Ａで示す方向に供給されるガスを駆動流体として、チャンバ２から矢印Ｂで示す方向にガスを吸引し、両者を矢印Ｃで示す方向に流出させる。

【0025】

流量計１７は、チャンバ２から吸引されるガスの流量を測定する。流量計１７は、流量を示す値を出力信号として制御部１１へ出力するようにしてもよい。また流量計１７は、図示しない流量制御弁を有して、制御部１１からの制御信号に基づいて、チャンバ２から吸引されるガスの流量を所定の流量に調節する機能を持つようにしてもよい。なお、チャンバ２内のガスの吸引が中止され、各ガス濃度検出センサ１３−１、１３−２にチャンバ２内のガスが順次供給されていない場合、各ガス濃度検出センサ１３−１、１３−２は、以前チャンバ２内から吸引されたあと流路に残留したガスのガス濃度を測定することになる。制御部１１は、流量計１７で測定される流量が所定の流量を下回ると、各ガス濃度検出センサ１３−１、１３−２の出力信号を無視して、指示値表示部１２に警告を表示するようにしてもよい。

【0026】

レギュレータ１８は、ガス供給口１５から供給されるガスの圧力を所定の圧力に制限する。レギュレータ１８は、制御部１１からの制御信号に基づいて、ガス供給口１５から供給されるガスの圧力を所定の圧力に制限するようにしてもよい。なお、チャンバ２から吸引されるガスの流量は、制御部１１からの制御信号に基づいて、レギュレータ１８あるいは図示しない流量制御弁によってエジェクタ１６の駆動流体となるガスの圧力または流量を制御することでも調節することができる。

【0027】

これらの構成により、例えば、ガス濃度検出センサ１３−１でガス濃度を検出する際には、制御部１１は、開閉弁１４−１を開くとともに開閉弁１４−２を閉じるように制御する。このとき制御部１１は、流量計１７の測定値がガス濃度検出センサ１３−１の測定環境に適した値となるように流量計１７が有する流量制御弁を制御するようにしてもよい。また、ガス濃度検出センサ１３−２でガス濃度を検出する際には、制御部１１は、開閉弁１４−２を開くとともに開閉弁１４−１を閉じるように制御する。このとき制御部１１は、流量計１７の測定値がガス濃度検出センサ１３−２の測定環境に適した値となるように流量計１７が有する流量制御弁を制御するようにしてもよい。つまり、制御部１１は、チャンバ２内のガスをガス濃度検出センサ１３−１とガス濃度検出センサ１３−２のどちらかに切り替えて供給するように制御する。なお、２つの開閉弁１４−１、１４−２は、例えば、１つの３方向電磁弁に置き換えられてもよい。また、開閉弁１４−１と開閉弁１４−２は、図示しない流量制御弁にそれぞれ置き換えられてもよい。開閉弁１４−１と開閉弁１４−２から置き換えられた各流量制御弁は、例えば、電磁比例弁により実現され、制御部１１からの制御信号によってガスが流れる流路を開閉するとともにガス濃度検出センサ１３−１とガス濃度検出センサ１３−２の測定環境に適したガスの流量に調整することができる。

【0028】

なお、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号の両者を同時に取得することも可能である。このとき開閉弁１４−１と開閉弁１４−２は、それぞれ開放されている。あるいは、開閉弁１４−１と開閉弁１４−２は、不要となる。また、開閉弁１４−１と開閉弁１４−２は、流量制御弁にそれぞれ置き換えられてもよい。制御部１１は、開閉弁１４−１と開閉弁１４−２から置き換えられた各流量制御弁を、ガス濃度検出センサ１３−１に適したガスの流量とガス濃度検出センサ１３−２に適したガスの流量との比に応じて開放し、流量計１７の測定値がガス濃度検出センサ１３−１の測定環境に適したガスの流量とガス濃度検出センサ１３−２の測定環境に適したガスの流量の合計となるように流量計１７が有する流量制御弁を制御し、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号の両者を同時に取得することも可能である。

【0029】

２．指示値の選択
次に、制御部１１が出力する指示値について、図２から図４を参照して説明する。

【0030】

図２は、ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲との一部が重複する場合の濃度範囲を示した図である。

【0031】

図２に示した例では、ガス濃度検出センサ１３−１は、ａ以上ｂ以下の範囲のガス濃度を検出し、ガス濃度検出センサ１３−２は、ｚ以上ｃ以下の範囲のガス濃度を検出する。

【0032】

図３は、ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲の下限値と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲の上限値が同一である場合の濃度範囲を示した図である。

【0033】

図３に示した例では、ガス濃度検出センサ１３−１は、ｄ以上ｅ以下の範囲のガス濃度を検出し、ガス濃度検出センサ１３−２は、ｚ以上ｄ以下の範囲のガス濃度を検出する。

【0034】

図４は、ガス濃度検出センサ１３−１がガス濃度を検出する第１の濃度範囲と、ガス濃度検出センサ１３−２がガス濃度を検出する第２の濃度範囲とが離間する場合の濃度範囲を示した図である。

【0035】

図４に示した例では、ガス濃度検出センサ１３−１は、ｆ以上ｇ以下の範囲のガス濃度を検出し、ガス濃度検出センサ１３−２は、ｚ以上ｈ以下の範囲のガス濃度を検出する。

【0036】

制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲の上限値よりも高いガス濃度に対応する場合は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0037】

具体的には、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａ以上ｂ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｃよりも高い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0038】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図３に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｄ以上ｅ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｄよりも高い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0039】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆ以上ｇ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｈよりも高い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0040】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応する場合は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0041】

具体的には、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｃ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａよりも低い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0042】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図３に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｄ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｄよりも低い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0043】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｈ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆよりも低い場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力する。

【0044】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲内のガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、ガス濃度検出センサ１３−１またはガス濃度検出センサ１３−２のうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力する。

【0045】

制御部１１がガス濃度検出センサ１３−１またはガス濃度検出センサ１３−２のうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力するかは、予め定めておくこともでき、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力すると定めておいた場合には、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号にかかわらず、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値を出力することとなる。

【0046】

また、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力すると定めておいた場合には、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲内のガス濃度に対応する場合は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号にかかわらず、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値を出力することとなる。

【0047】

具体的には、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａ以上ｂ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｃ以下である場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１またはガス濃度検出センサ１３−２のうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力する。

【0048】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図３に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｄ以上ｅ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｄ以下である場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１またはガス濃度検出センサ１３−２のうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力する。

【0049】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆ以上ｇ以下であり、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｚ以上ｈ以下である場合に、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１またはガス濃度検出センサ１３−２のうちのどちらかの出力信号に基づく指示値を出力する。

【0050】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲の上限値より高いガス濃度に対応する場合は、第１の濃度範囲の下限値または第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力する。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力し、その後は、新たにガス濃度検出センサ１３−１とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づいた指示値を出力するようにしてもよい。

【0051】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲の上限値より高いガス濃度に対応する場合は、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく値または第１の濃度範囲の下限値であれば、第１の濃度範囲の下限値を指示値として出力し、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく値または第２の濃度範囲の上限値であれば、第２の濃度範囲の上限値を指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0052】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲の上限値より高いガス濃度に対応する場合は、第１の濃度範囲の下限値と第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらか高い方の値を指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0053】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号が第１の濃度範囲の下限値よりも低いガス濃度に対応し、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号が第２の濃度範囲の上限値より高いガス濃度に対応する場合は、第１の濃度範囲の下限値と第２の濃度範囲の上限値が同じ値でも、第１の濃度範囲の単位と第２の濃度範囲の単位が異なる場合、第１の濃度範囲の下限値または第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力してもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0054】

具体的には、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｃよりも高い場合に、制御部１１は、ａまたはｃのうちのどちらかの値を指示値として出力する。このとき制御部１１は、好ましくはａまたはｃのうちのどちらかの値を指示値として所定の時間出力するようにしてもよい。

【0055】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｃよりも高い場合に、制御部１１は、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号またはａであれば、ａを指示値として出力し、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号またはｃであれば、ｃを指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0056】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図２に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がａよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｃよりも高い場合に、制御部１１は、ａよりも高い値のｃを指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくはａよりも高い値のｃを指示値として所定の時間出力するようにしてもよい。

【0057】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図３に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｄよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｄよりも高い場合に、制御部１１は、指示値としてｄを出力する。このとき制御部１１は、好ましくは指示値としてｄを所定の時間出力するようにしてもよい。

【0058】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図３に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｄよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｄよりも高い場合に、制御部１１は、第１の濃度範囲の単位と第２の濃度範囲の単位が異なれば、第１の濃度範囲の下限値または第２の濃度範囲の上限値のうちのどちらかを指示値として出力してもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0059】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｈよりも高い場合に、制御部１１は、ｆまたはｈのうちのどちらかの値を指示値として出力する。このとき制御部１１は、好ましくはｆまたはｈのうちのどちらかを指示値として所定の時間出力するようにしてもよい。

【0060】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｈよりも高い場合に、制御部１１は、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号またはｆであれば、ｆを指示値として出力し、直前の指示値が、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号またはｈであれば、ｈを指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくは指示値を所定の時間出力するようにしてもよい。

【0061】

また、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲が図４に示したものである場合、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号がｆよりも低く、かつ、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号がｈよりも高い場合に、制御部１１は、ｈよりも高い値のｆを指示値として出力するようにしてもよい。このとき制御部１１は、好ましくはｈよりも高い値のｆを指示値として所定の時間出力するようにしてもよい。

【0062】

３．出力信号の誤差
ところで、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なる場合に、これらのうちのいずれかを選択しているが、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なる理由と、これらのうちのいずれかを選択することが許容できる理由について説明する。

【0063】

ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なる理由は、ガス濃度検出センサ１３−１の検出誤差とガス濃度検出センサ１３−２の検出誤差とによるものである。

【0064】

ここで、検出誤差について説明する。図５は、図２に示した濃度範囲における誤差を説明するための図である。また、図６は、図３に示した濃度範囲における誤差を説明するための図である。

【0065】

ガス濃度検出センサ１３−１の検出誤差が、そのフルスケール（ＦＳ）に対して１％であり、ガス濃度検出センサ１３−２の検出誤差が、そのフルスケールに対して５％であるとする。この場合、図２に示した濃度範囲の例では、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値がａであったとしても、実際のガス濃度値は、ａ−ｂ／１００以上でａ＋ｂ／１００以下の範囲内のいずれかである可能性がある。一方、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値がｃであったとしても、実際のガス濃度値は、ｃ−ｃ／２０以上でｃ＋ｃ／２０以下の範囲内のいずれかである可能性がある。

【0066】

同様に、図３に示した濃度範囲の例では、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値がｄであったとしても、実際のガス濃度値は、ｄ−ｅ／１００以上でｄ＋ｅ／１００以下の範囲内のいずれかである可能性がある。一方、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値がｄであったとしても、実際のガス濃度値は、ｄ−ｄ／２０以上でｄ＋ｄ／２０以下の範囲内のいずれかである可能性がある。

【0067】

このように、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲の境界近傍では、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なる場合や、両者が濃度範囲からはずれた値を示す場合がある。

【0068】

しかしながら、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なった場合でも、それぞれの検出誤差の範囲内の値であることから、いずれの値も許容範囲となる。

【0069】

なお、図４に示した濃度範囲の場合は、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲とが離間しており、設計段階で、第１の濃度範囲と第２の濃度範囲の境界近傍の値を必要としていないことが明らかであることから、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値とガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が異なることに問題は無い。

【0070】

４．制御部１１の動作
次に、制御部１１の動作の流れを説明する。図７は、ガス濃度検出センサ１３−１によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合の制御部１１の動作の流れを示すアクティビティ図である。また、図８は、ガス濃度検出センサ１３−２によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合の制御部１１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【0071】

ガス濃度検出センサ１３−１によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合、制御部１１は、まず、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号を取得する（Ａ１０１）。その結果、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ１０２）、再度、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号を取得する。

【0072】

一方、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲の下限値よりも低い値であれば、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号を取得する（Ａ１０３）。その結果、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲の上限値よりも高い値であれば、制御部１１は、第１の濃度範囲の下限値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ１０４）、所定時間待機し（Ａ１０５）、再度、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号を取得する。

【0073】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部１２に表示させる（Ａ１０６）。

【0074】

制御部１１は、この後は、ガス濃度検出センサ１３−２によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合と同様に動作する。

【0075】

ガス濃度検出センサ１３−２によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合、制御部１１は、まず、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号を取得する（Ａ２０１）。その結果、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ２０２）、再度、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号を取得する。

【0076】

一方、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲の上限値よりも高い値であれば、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号を取得する（Ａ２０３）。その結果、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲の下限値よりも低い値であれば、制御部１１は、第２の濃度範囲の上限値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ２０４）、所定時間待機し（Ａ２０５）、再度、ガス濃度検出センサ１３−２の出力信号を取得する。

【0077】

また、制御部１１は、ガス濃度検出センサ１３−１の出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部１２に表示させる（Ａ２０６）。

【0078】

制御部１１は、この後は、ガス濃度検出センサ１３−１によるガス濃度の検出からガス濃度の検出を始める場合と同様に動作する。

【0079】

５．積層造形装置
図９は、本発明の実施形態に係る積層造形装置５の構成を示した図である。図９に示すように、積層造形装置５は、チャンバ６と、不活性ガス供給装置７と、酸素濃度計８を少なくとも有している。なお、積層造形装置５の一般的な構成の説明は省略する。

【0080】

チャンバ６は、所望の三次元造形物が形成される造形領域を覆うように構成される。チャンバ６内には、所望の三次元造形物が形成される造形領域を有するテーブル、造形領域に金属の材料粉末による粉末層を形成する粉末層形成部等が配されている。

【0081】

不活性ガス供給装置７は、チャンバ内に不活性ガスを充填する。

【0082】

酸素濃度計８は、制御部８１、指示値表示部８２、酸素濃度検出センサ８３−１（第１の酸素濃度検出センサ）、酸素濃度検出センサ８３−２（第２の酸素濃度検出センサ）、開閉弁８４−１、開閉弁８４−２、ガス供給口８５、エジェクタ８６及び流量計８７を有し、チャンバ６内の酸素の濃度を検出する。また、酸素濃度計８は、レギュレータ８８を有してもよい。

【0083】

指示値表示部８２は、制御部８１から出力される指示値を表示する。

【0084】

酸素濃度検出センサ８３−１は、第１の濃度範囲内の酸素濃度を少なくとも検出する。

【0085】

酸素濃度検出センサ８３−２は、第２の濃度範囲を含む範囲内の酸素濃度を少なくとも検出する。この第２の濃度範囲の上限値は、第１の濃度範囲の上限値より低く、また、第２の濃度範囲の下限値は、第１の濃度範囲の下限値よりも低い。

【0086】

開閉弁８４−１は、開かれた際にチャンバ６内から吸引されたガスを酸素濃度検出センサ８３−１に通す弁であり、例えば、２方向電磁弁により実現され、制御部８１からの制御信号によって開閉するもものである。

【0087】

開閉弁８４−２は、開かれた際にチャンバ６内から吸引されたガスを酸素濃度検出センサ８３−２に通す弁であり、例えば、２方向電磁弁により実現され、制御部８１からの制御信号によって開閉するもものである。

【0088】

ガス供給口８５は、チャンバ６内に不活性ガスを供給するための供給口である。ガス供給口８５は、不活性ガス供給装置７に接続されている。ガス供給口８５から供給されるガスは、チャンバ６内に充填される。また、チャンバ６に充填される不活性ガスを図示しない別の供給口から供給するのであれば、ガス供給口８５から供給される不活性ガスは、チャンバ６内の酸素濃度を検出するためだけに用いるものであってもよい。

【0089】

エジェクタ８６は、内部に駆動流体が流れることで吸引力を発生するもので、チャンバ６内のガスを吸引する。具体的には、エジェクタ８６は、ガス供給口８５から矢印Ｅで示す方向に供給される不活性ガスを駆動流体として、チャンバ６から矢印Ｆで示す方向にガスを吸引し、両者を矢印Ｇで示す方向に流出させる。

【0090】

流量計８７は、チャンバ６から吸引されるガスの流量を測定する。流量計８７は、流量を示す値を出力信号として制御部８１へ出力するようにしてもよい。また流量計８７は、図示しない流量制御弁を有して、制御部８１からの制御信号に基づいて、チャンバ６から吸引されるガスの流量を所定の流量に調節する機能を持つようにしてもよい。なお、チャンバ６内のガスの吸引が中止され、各酸素濃度検出センサ８３−１、８３−２にチャンバ６内のガスが順次供給されていない場合、各酸素濃度検出センサ８３−１、８３−２は、以前チャンバ６内から吸引されたあと流路に残留したガスの酸素濃度を測定することになる。制御部８１は、流量計８７で測定される流量が所定の流量を下回ると、各酸素濃度検出センサ８３−１、８３−２の出力信号を無視して、指示値表示部８２に警告を表示するようにしてもよい。

【0091】

レギュレータ８８は、ガス供給口８５から供給される不活性ガスの圧力を所定の圧力に制限する。レギュレータ８８は、制御部８１からの制御信号に基づいて、ガス供給口８５から供給される不活性ガスの圧力を所定の圧力に制限するようにしてもよい。なお、チャンバ６から吸引されるガスの流量は、制御部８１からの制御信号に基づいて、レギュレータ８８あるいは図示しない流量制御弁によってエジェクタ８６の駆動流体となるガスの圧力または流量を制御することでも調節することができる。

【0092】

これらの構成により、例えば、酸素濃度検出センサ８３−１で酸素濃度を検出する際には、制御部８１は、開閉弁８４−１を開くとともに開閉弁８４−２を閉じるように制御する。このとき制御部８１は、流量計８７の測定値が酸素濃度検出センサ８３−１の測定環境に適した値となるように流量計８７が有する流量制御弁を制御するようにしてもよい。また、酸素濃度検出センサ８３−２で酸素濃度を検出する際には、制御部８１は、開閉弁８４−２を開くとともに開閉弁８４−１を閉じるように制御する。このとき制御部８１は、流量計８７の測定値が酸素濃度検出センサ８３−２の測定環境に適した値となるように流量計８７が有する流量制御弁を制御するようにしてもよい。つまり、制御部８１は、チャンバ６内のガスを酸素濃度検出センサ８３−１と酸素濃度検出センサ８３−２のどちらかに切り替えて供給するように制御する。なお、２つの開閉弁８４−１、８４−２は、例えば、１つの３方向電磁弁に置き換えられてもよい。また、開閉弁８４−１と開閉弁８４−２は、図示しない流量制御弁にそれぞれ置き換えられてもよい。開閉弁８４−１と開閉弁８４−２から置き換えられた各流量制御弁は、例えば、電磁比例弁により実現され、制御部１１からの制御信号によってガスが流れる流路を開閉するとともに酸素濃度検出センサ８３−１と酸素濃度検出センサ８３−２の測定環境に適したガスの流量に調整することができる。

【0093】

なお、制御部８１は、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号と酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号の両者を同時に取得することも可能である。このとき開閉弁８４−１と開閉弁８４−２は、それぞれ開放されている。あるいは、開閉弁８４−１と開閉弁８４−２は、不要となる。また、開閉弁８４−１と開閉弁８４−２は、流量制御弁にそれぞれ置き換えられてもよい。制御部８１は、開閉弁８４−１と開閉弁８４−２から置き換えられた各流量制御弁を、酸素濃度検出センサ８３−１に適したガスの流量と酸素濃度検出センサ８３−２に適したガスの流量との比に応じて開放し、流量計８７の測定値が酸素濃度検出センサ８３−１の測定環境に適したガスの流量と酸素濃度検出センサ８３−２の測定環境に適したガスの流量の合計となるように流量計８７が有する流量制御弁を制御し、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号と酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号の両者を同時に取得することも可能である。

【0094】

６．指示値の選択
制御部８１による指示値の選択方法は、前述した制御部１１による指示値の選択の説明における「ガス濃度」を「酸素濃度」に置き換えたものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
７．制御部８１の動作
次に、制御部８１の動作の流れを説明する。図１０は、酸素濃度検出センサ８３−１により酸素濃度の検出を始める場合の制御部８１の動作の流れを示すアクティビティ図である。また、図１１は、酸素濃度検出センサ８３−２により酸素濃度の検出を始める場合の制御部８１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【0095】

制御部８１は、まず、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号を取得する（Ａ３０１）。その結果、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部８２に表示させ（Ａ３０２）、再度、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号を取得する。

【0096】

一方、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲の下限値よりも低い値であれば、制御部８１は、酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号を取得する（Ａ３０３）。その結果、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲の上限値よりも高い値であれば、制御部８１は、第１の濃度範囲の下限値を指示値表示部８２に表示させ（Ａ３０４）、所定時間待機し（Ａ３０５）、再度、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号を取得する。

【0097】

また、制御部８１は、酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部８２に表示させ（Ａ３０６）、ここからは酸素濃度検出センサ８３−２により酸素濃度の検出を始める。

【0098】

制御部８１は、まず、酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号を取得する（Ａ４０１）。その結果、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部８２に表示させ（Ａ４０２）、再度、酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号を取得する。

【0099】

一方、出力信号に基づく指示値が第２の濃度範囲の上限値よりも高い値であれば、制御部８１は、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号を取得する（Ａ４０３）。その結果、出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲の下限値よりも低い値であれば、制御部１１は、第２の濃度範囲の上限値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ４０４）、所定時間待機し（Ａ４０５）、再度、酸素濃度検出センサ８３−２の出力信号を取得する。

【0100】

また、制御部８１は、酸素濃度検出センサ８３−１の出力信号に基づく指示値が第１の濃度範囲内であれば、その指示値を指示値表示部１２に表示させ（Ａ４０６）、ここからは酸素濃度検出センサ８３−１により酸素濃度の検出を始める。

【0101】

なお、積層造形装置５は、チャンバ６内に不活性ガスを充填させる際には、その充填度合いが十分であるか否かを確認する必要があるため、チャンバ６内の酸素濃度を検出するが、不活性ガスをチャンバ６から排気する際には、酸素濃度を検出する必要がないため、制御部８１は、前述の制御部１１とは異なる動作を行う。

【符号の説明】

【0102】

１ ：ガス濃度計
２ ：チャンバ
５ ：積層造形装置
６ ：チャンバ
７ ：不活性ガス供給装置
８ ：酸素濃度計
１１ ：制御部
１２ ：指示値表示部
１３−１ ：ガス濃度検出センサ
１３−２ ：ガス濃度検出センサ
１４−１ ：開閉弁
１４−２ ：開閉弁
１５ ：ガス供給口
１６ ：エジェクタ
１７ ：流量計
１８ ：レギュレータ
８１ ：制御部
８２ ：指示値表示部
８３−１ ：酸素濃度検出センサ
８３−２ ：酸素濃度検出センサ
８４−１ ：開閉弁
８４−２ ：開閉弁
８５ ：ガス供給口
８６ ：エジェクタ
８７ ：流量計
８８ ：レギュレータ
Ａ ：矢印
Ｂ ：矢印
Ｃ ：矢印
Ｅ ：矢印
Ｆ ：矢印
Ｇ ：矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】