特許 6374271 ３次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374271

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】３次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/268 20170101AFI20180806BHJP

   B29C 64/135 20170101ALI20180806BHJP

   B29C 64/386 20170101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/268

   B29C64/135

   B29C64/386

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-174048(P2014-174048)

(22)【出願日】2014年8月28日

(65)【公開番号】特開2016-47640(P2016-47640A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2017年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116057

【氏名又は名称】ローランドディー．ジー．株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100189887

【弁理士】

【氏名又は名称】古市 昭博

(72)【発明者】

【氏名】小林 光一

【審査官】 越本 秀幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０３３０２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２３８６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８９４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９１４４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元物体の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂を順次積層することによって前記３次元物体を造形する３次元造形装置であって、
樹脂によって形成され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、
前記槽の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、
前記光学装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記断面形状を複数のブロックに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された前記ブロックの総数を算出する分割数算出部と、
前記分割部によって分割された複数の前記ブロックのそれぞれの形状が所定の形状であるか否かを判定し、前記所定の形状であると判定された前記ブロックを特徴ブロックとする形状判定部と、
前記特徴ブロックの数を算出するカウント部と、
前記分割数算出部によって算出された前記ブロックの総数に対する前記カウント部によって算出された前記特徴ブロックの数の割合が、所定の割合以上であるか否かを判定するカウント判定部と、
前記カウント判定部によって前記割合が前記所定の割合未満であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーにし、前記カウント判定部によって前記割合が前記所定の割合以上であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにする光照射部と、
を備えた、３次元造形装置。

【請求項2】

前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記ブロックの総数に対する前記特徴ブロックの数の割合が前記所定の割合以上であると判定された場合、前記断面形状に対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第２のエネルギーにする、請求項１に記載された３次元造形装置。

【請求項3】

３次元物体の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂を順次積層することによって前記３次元物体を造形する３次元造形装置であって、
樹脂によって形成され、前記光硬化性樹脂を収容する槽と、
前記槽の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する光学装置と、
前記光学装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記断面形状を複数のブロックに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された複数の前記ブロックのそれぞれの形状が、所定の形状であるか否かを判定し、前記所定の形状であると判定された前記ブロックを特徴ブロックとする形状判定部と、
前記特徴ブロックの数を算出するカウント部と、
前記カウント部によって算出された前記特徴ブロックの数が所定の数以上であるか否かを判定するカウント判定部と、
前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数未満であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーにし、前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数以上であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにする光照射部と、
を備えた、３次元造形装置。

【請求項4】

前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数以上であると判定された場合、前記断面形状に対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第２のエネルギーにする、請求項３に記載された３次元造形装置。

【請求項5】

前記分割部は、
前記断面形状の外郭の隣合う線分同士がなす内角が２７０度以上である場合、前記線分同士の接続点を特徴点として抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記特徴点が複数あり、かつ、前記断面形状の外郭上において隣合う２つの前記特徴点を結ぶ接続線が前記断面形状の領域内にあるとき、前記接続線で分割することで前記断面形状を複数の前記ブロックに分割する特徴点分割部と、
を備えた、請求項１から４までの何れか一つに記載された３次元造形装置。

【請求項6】

前記形状判定部は、前記光源の照射領域の面積に対する前記ブロックの面積の割合が所定の割合以内である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する面積判定部を備えた、請求項５に記載された３次元造形装置。

【請求項7】

前記形状判定部は、前記ブロックの内角のうち、前記特徴点を除く頂点を中心とする内角の中で最も小さい内角が鋭角である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する内角判定部を備えた、請求項５または６に記載された３次元造形装置。

【請求項8】

前記形状判定部は、前記ブロックと、前記ブロックと隣合うブロックとが離間している場合、前記離間している距離が所定の距離以下である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する離間判定部を備えた、請求項５から７までの何れか一つに記載された３次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、槽内に収容された液体の光硬化性樹脂に光を照射し、この光硬化性樹脂を硬化させることによって３次元物体を造形する３次元造形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この種の３次元造形装置は、３次元物体の断面形状を用意し、光硬化性樹脂を硬化させて断面形状に対応した形状の樹脂を順次積層することによって、３次元物体を造形する。例えば、３次元造形装置は、開口が形成された台と、台の上に載置され、光硬化性樹脂を収容する樹脂製の槽と、槽の上方に配置された昇降自在なホルダとを備えている。台の下方には、光を照射する光源およびミラーなどを有する光学系が配置されている。光源から照射された光は、ミラーで反射され、台の開口を通じて槽内の光硬化性樹脂に照射される。槽内に収容された光硬化性樹脂のうち、光が照射された部分は硬化する。

【0004】

断面形状に沿って光源からの光の照射位置を制御することによって、硬化する樹脂の位置を適宜変更し、硬化後の樹脂による断面形状を形成することができる。そして、ホルダを順次上昇させることにより、所望の断面形状が下方に向かって連続的に形成される。このようにして、所望の３次元物体が造形される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−３９５６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、長期間、同じ槽を使用して３次元物体を造形していると、槽のうち光が照射された部分が白く濁ることがあった（以下、このことを「白色化」という）。白色化した槽に光を照射し、槽内の光硬化性樹脂を硬化しようとした場合、槽の白色化した部分によって光の一部が遮られ、槽の白色化した部分近傍の光硬化性樹脂が適切に硬化しないことがある。このことによって、所望の断面形状を形成することができず、造形物の品質が低下してしまうおそれがある。

【0007】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、槽の白色化を抑制することが可能な３次元造形装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願出願人は、槽が白色化するのは、以下のようなことが原因であることを見出した。樹脂によって形成された槽の表面には、複数の微小な穴が形成されている。その微小な穴に光硬化性樹脂が入り込んだ状態で、光源からの光が照射されると、光硬化性樹脂の一部が微小な穴に入り込んだ状態で硬化する。そして、硬化した樹脂を槽から引き上げる際、微小な穴に入り込んだ状態で硬化した樹脂の一部が穴から引き抜かれないことがある。そのため、槽の微小な穴に硬化した樹脂が残ることで、槽が白色化した。そこで、本願出願人は、微小な穴に入り込んだ状態で硬化した樹脂であっても、硬化した樹脂の硬度がその穴から硬化した樹脂を引き抜くことができる程度の硬度であれば、槽の白色化を抑制することができることを発見した。本願出願人は、光源からの光のエネルギーを調節して、光硬化性樹脂が硬化する硬度を抑えることで、槽の白色化を抑制することができることを発見した。

【0009】

本発明の３次元造形装置は、３次元物体の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂を順次積層することによって前記３次元物体を造形する３次元造形装置である。前記３次元造形装置は、槽と、光学装置と、制御装置とを備えている。前記槽は、樹脂によって形成され、前記光硬化性樹脂を収容する。前記光学装置は、前記槽の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する。前記制御装置は、前記光学装置を制御する。前記制御装置は、分割部と、分割数算出部と、形状判定部と、カウント部と、カウント判定部と、光照射部とを備えている。前記分割部は、前記断面形状を複数のブロックに分割する。前記分割数算出部は、前記分割部によって分割された前記ブロックの総数を算出する。前記形状判定部は、前記分割部によって分割された複数の前記ブロックのそれぞれの形状が所定の形状であるか否かを判定し、前記所定の形状であると判定された前記ブロックを特徴ブロックとする。前記カウント部は、前記特徴ブロックの数を算出する。前記カウント判定部は、前記分割数算出部によって算出された前記ブロックの総数に対する前記カウント部によって算出された前記特徴ブロックの数の割合が、所定の割合以上であるか否かを判定する。前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記割合が前記所定の割合未満であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーにし、前記カウント判定部によって前記割合が前記所定の割合以上であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにする。

【0010】

前記３次元造形装置によれば、形状判定部は、分割部によって分割された複数のブロックのそれぞれの形状が所定の形状であるか否かを判定する。この所定の形状とは、例えば、複雑な形状である。このような複雑な形状を造形する場合、より鮮明に形状を造形するために、光源からの光のエネルギーを高くして造形することがある。しかし、光源からの光のエネルギーを高くし過ぎると、槽の白色化が起こり易くなる。そこで、前記３次元造形装置では、形状判定部によって、分割したブロックが特徴ブロックであるか否かを判定し、カウント部によって特徴ブロックの数を算出する。そして、カウント判定部によって、分割した特徴ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の割合以上であると判定されると、その断面形状は複雑な断面形状であると判定することができる。このとき、少なくとも特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂に光を照射するときに、光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにすることによって、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂の硬度を小さくすることができる。よって、槽の微小な穴に入り込んだ状態で硬化した樹脂であっても、その硬化した樹脂を槽の微小な穴から引き抜き易くなる。したがって、槽の白色化を抑制することができる。

【0011】

本発明の好ましい一態様によれば、前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記ブロックの総数に対する前記特徴ブロックの数の割合が前記所定の割合以上であると判定された場合、前記断面形状に対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第２のエネルギーにする。

【0012】

上記態様によれば、カウント判定部によってブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の割合以上であると判定されたとき、断面形状に対応した領域の光硬化性樹脂に照射される光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーより低い第２のエネルギーにする。よって、領域ごとに光のエネルギーを調節するような複雑な制御をすることなく、領域全体に対して光源からの光のエネルギーを低くして、その光を槽内の光硬化性樹脂に照射することができる。

【0013】

本発明の他の３次元造形装置は、３次元物体の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて前記断面形状の樹脂を順次積層することによって前記３次元物体を造形する３次元造形装置である。前記３次元造形装置は、槽と、光学装置と、制御装置とを備えている。前記槽は、樹脂によって形成され、前記光硬化性樹脂を収容する。前記光学装置は、前記槽の下方に配置され、光を発する光源を少なくとも有し、前記光源からの光を前記槽内の前記光硬化性樹脂に照射する。前記制御装置は、前記光学装置を制御する。前記制御装置は、分割部と、形状判定部と、カウント部と、カウント判定部と、光照射部とを備えている。前記分割部は、前記断面形状を複数のブロックに分割する。前記形状判定部は、前記分割部によって分割された複数の前記ブロックのそれぞれの形状が所定の形状であるか否かを判定し、前記所定の形状であると判定された前記ブロックを特徴ブロックとする。前記カウント部は、前記特徴ブロックの数を算出する。前記カウント判定部は、前記カウント部によって算出された前記特徴ブロックの数が所定の数以上であるか否かを判定する。前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数未満であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーにし、前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数以上であると判定された場合、少なくとも前記特徴ブロックに対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにする。

【0014】

前記３次元造形装置によれば、カウント判定部によって、特徴ブロックの数が所定の数以上であると判定されると、その断面形状は複雑な断面形状であると判定することができる。少なくとも特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂に光を照射するときに、光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにすることによって、樹脂の硬度を小さくすることができる。よって、槽の微小な穴に入り込んだ状態で硬化した樹脂であっても、その硬化した樹脂を槽の微小な穴から引き抜き易くなり、槽の白色化を抑制することができる。

【0015】

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記光照射部は、前記カウント判定部によって前記特徴ブロックの数が前記所定の数以上であると判定された場合、前記断面形状に対応した領域の前記光硬化性樹脂に光を照射するときに、前記光源からの光のエネルギーを前記第２のエネルギーにする。

【0016】

上記態様によれば、カウント判定部によって特徴ブロックの数が所定の数以上であると判定されたとき、断面形状に対応した領域の光硬化性樹脂に照射される光源からの光のエネルギーを第１のエネルギーより低い第２のエネルギーにする。よって、領域ごとに光のエネルギーを調節するような複雑な制御をすることなく、領域全体に対して光源からの光のエネルギーを低くして、その光を槽内の光硬化性樹脂に照射することができる。

【0017】

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記分割部は、抽出部と、特徴点分割部とを備えている。前記抽出部は、前記断面形状の外郭の隣合う線分同士がなす内角が２７０度以上である場合、前記線分同士の接続点を特徴点として抽出する。前記特徴点分割部は、前記抽出部によって抽出された前記特徴点が複数あり、かつ、前記断面形状の外郭上において隣合う２つの前記特徴点を結ぶ接続線が前記断面形状の領域内にあるとき、前記接続線で分割することで前記断面形状を複数の前記ブロックに分割する。

【0018】

上記態様によれば、上述したように、抽出部によって特徴点を抽出し、特徴点分割部によって断面形状を複数のブロックに分割することで、断面形状における外方に突出した形状を含む部分を１つのブロックとして分割することができる。断面形状の外方に突出した形状は、複雑な形状であり、造形することが難しい。そのため、そのような複雑な形状を含む部分を１つのブロックとして分割することで、形状判定部によって、断面形状の外方に突出した形状を有するブロックを特徴ブロックとして判定することができる。

【0019】

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記形状判定部は、前記光源の照射領域の面積に対する前記ブロックの面積の割合が所定の割合以内である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する面積判定部を備えている。

【0020】

光源の照射領域の面積に対するブロックの面積の割合が所定の割合以内である場合、このブロックは、面積が小さいブロックであると判定することができる。面積が小さいブロックは、複雑な形状で造形することが難しいため、特徴ブロックであるといえる。よって、上記態様によれば、面積判定部によって、ブロックの面積からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【0021】

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記形状判定部は、前記ブロックの内角のうち、前記特徴点を除く頂点を中心とする内角の中で最も小さい内角が鋭角である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する内角判定部を備えている。

【0022】

ブロックの内角のうち、特徴点を除く頂点を中心とする内角の中で最も小さい内角が鋭角である場合、そのブロックは尖った形状を有しているといえる。尖った形状は、複雑な形状で造形することが難しいため、その尖った形状を有するブロックは、特徴ブロックであるといえる。よって、上記態様によれば、内角判定部によって、ブロックの内角からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【0023】

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記形状判定部は、前記ブロックと、前記ブロックと隣合うブロックとが離間している場合、前記離間している距離が所定の距離以下である場合、前記ブロックは前記特徴ブロックであると判定する離間判定部を備えている。

【0024】

隣合うブロック同士が離間しており、その離間した距離が所定の距離以下である場合、隣合うブロック同士の間隔が狭い。ブロック同士の間隔が狭い場合、ブロック同士の間に小さい空間を形成するように造形するため、その造形は難しい。そのため、ブロック同士の間隔が狭いブロックは、複雑な形状である特徴ブロックであるといえる。よって、上記態様によれば、離間判定部によって、隣合うブロック同士が離間している場合、その離間した距離からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、槽の白色化を抑制することが可能な３次元造形装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】３次元造形装置の縦断面図である。

【図2】３次元造形装置の平面図である。

【図3】３次元造形装置の主要要素を示すブロック図である。

【図4】断面形状を複数のブロックに分割する一例を示した図である。

【図5】断面形状を複数のブロックに分割することができない一例を示した図である。

【図6】内角判定部によって、特徴ブロックと判定されたブロックを有する断面形状の一例を示した図である。

【図7】離間判定部によって、特徴ブロックと判定されたブロックを有する断面形状の一例を示した図である。

【図8】槽の白色化が発生する状態を示す図であり、槽の拡大図である。

【図9】プロジェクタから発せられる光のエネルギーを調節する流れを示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施形態に係る３次元造形装置について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。

【0028】

図１は、本実施形態に係る３次元造形装置１の縦断面図である。図２は、３次元造形装置１の平面図である。なお、以下の説明においては、図１の左、右をそれぞれ３次元造形装置１の前、後とする。また、図２の上、下をそれぞれ３次元造形装置１の左、右とする。図１などにおいて、符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、３次元造形装置１の設置態様を何ら限定するものではない。

【0029】

３次元造形装置１は、３次元物体の断面形状を用意し、液体の光硬化性樹脂を硬化させて断面形状に対応した形状の樹脂を順次積層することによって３次元物体を造形する装置である。「断面形状」とは、３次元物体を所定の厚み（例えば、０．１ｍｍ）ごとに平行にスライスした断面の形状のことである。図１に示すように、３次元造形装置１は、台１１と、槽１２と、ホルダ１３と、光学装置１４と、制御装置１６を備えている。

【0030】

台１１には、開口２１が形成されている。開口２１は、後述する光硬化性樹脂２３に照射する光を通過させる部位である。開口２１の形状は特に限定されない。本実施形態では、図２に示すように、開口２１は平面視矩形状に形成されている。

【0031】

図１に示すように、槽１２は、台１１上に載置される。槽１２は、台１１に取り付け可能に配置されている。図２に示すように、槽１２は、台１１に載置された状態において、台１１の開口２１を覆っている。図１に示すように、槽１２は、液体の光硬化性樹脂２３を収容する。光硬化性樹脂２３とは、光を照射することによって硬化することが可能な樹脂のことである。図２に示すように、槽１２は、平面視略矩形状の容器である。槽１２は、平面視矩形状の底板１２ｂと、底板１２ｂの左端部、右端部、前端部、後端部からそれぞれ起立した左側板、右側板、前側板、後側板とを備えている。槽１２の底板１２ｂは、槽１２が台１１上に載置された際に、一部が台１１の開口２１の上方に位置している。ここでは、槽１２の底板１２ｂの後部が開口２１の上方に位置している。槽１２のうち少なくとも底板１２ｂは、光を通過させることが可能な材料によって形成されている。例えば、槽１２の底板１２ｂは、透明な樹脂で形成されている。本実施形態では、槽１２全体は透明なアクリル樹脂で形成されている。

【0032】

図１に示すように、ホルダ１３は、槽１２の上方に配置されている。ここでは、ホルダ１３は、台１１の開口２１の上方に配置されている。図２に示すように、ホルダ１３の形状は特に限定されないが、ここでは開口２１と同様に、平面視矩形状に形成されている。ホルダ１３は、昇降自在な部材である。図１に示すように、ホルダ１３は、後述する光源装置１４のプロジェクタ３１からの光が照射されて硬化した光硬化性樹脂２３を引き上げる。ホルダ１３は、下降したときに槽１２内の光硬化性樹脂２３に浸漬するように構成されている。また、ホルダ１３は、上昇するときに、光が照射されて硬化した光硬化性樹脂２３を吊り上げるように構成されている。本実施形態では、台１１には、上下方向に延びた支柱４１が設けられている。支柱４１の前部には、スライダ４２が取り付けられている。スライダ４２は、支柱４１に沿って昇降自在であり、モータ４３によって上方または下方に駆動される。ここでは、ホルダ１３は、昇降自在なスライダ４２に取り付けられている。ホルダ１３は、モータ４３によって上方または下方に駆動される。支柱４１は、スライダ４２を介して、ホルダ１３を昇降自在に間接的に支持している。ただし、支柱４１はホルダ１３を直接的に支持していてもよい。ホルダ１３は支柱４１の前方に配置されている。

【0033】

光学装置１４は、台１１および槽１２の下方に配置されている。光学装置１４は、槽１２内の光硬化性樹脂２３に光を照射する装置である。本実施形態では、光学装置１４は台１１の下方に設けられたケース２５に収容されている。光学装置１４は、プロジェクタ３１と、ミラー３２とを備えている。

【0034】

プロジェクタ３１は光を発する光源の一例である。ただし、光学装置１４の光源はプロジェクタ３１に限定される訳ではない。本実施形態では、プロジェクタ３１は、台１１の前部の下方に配置されている。プロジェクタ３１は、槽１２の真下に配置されている。プロジェクタ３１は、ホルダ１３の前方斜め下に配置されている。ここでは、プロジェクタ３１には、レンズ３４が設けられている。レンズ３４は、プロジェクタ３１の後部に配置されている。レンズ３４を通じて前方から後方に向かってプロジェクタ３１からの光が発せられる。ただし、プロジェクタ３１の投光方向は特に限定されない。ここでは、プロジェクタ３１から発せられる光は、レンズ３４の光軸Ａを通る水平面の下方よりも上方に多く照射される。

【0035】

ミラー３２は、プロジェクタ３１から発せられた光を槽１２に向かって反射させるものである。本実施形態では、ミラー３２は、台１１に形成された開口２１の下方、かつ、プロジェクタ３１の後方に配置されている。ミラー３２とプロジェクタ３１とは、前後方向に並ぶように配置されている。ミラー３２は、前下がりに傾斜して配置されている。プロジェクタ３１から発せられた光は、ミラー３２によって反射され、台１１の開口２１を通じて槽１２内の光硬化性樹脂２３に照射される。ここで、３次元物体を造形するに先立って、プロジェクタ３１から発せられた全ての光が開口２１を通過するように、光の照射方向を調節する必要がある。本実施形態では、３次元物体を造形するに先立って、プロジェクタ３１の位置を調節することによって光の照射方向を調節しているが、ミラー３２の角度を調節することによって光の照射方向を調節してもよい。

【0036】

本実施形態では、３次元造形装置１は、脚１５を備えている。脚１５は、例えば、槽１２の底板１２ｂの前部が槽１２の底板１２ｂの後部よりも上方に配置されるように、すなわち、槽１２が後側に傾くように、槽１２を傾斜させるものである。ここでは、脚１５は、ケース２５の底板に設けられている。図１では、ケース２５の底板の左前部および左後部に設けられた脚１５が図示されているが、ケース２５の底板の右前部および右後部にも同様の脚１５が設けられている。

【0037】

ケース２５は、台１１を支持している。前側の脚１５を後側の脚１５よりも長くすることにより、ケース２５を後下がりに傾斜させることができる。ケース２５が後下がりに傾斜すると、台１１の上に載置された槽１２も後下がりに傾斜する。本実施形態では、脚１５の長さを調節することによって、槽１２を傾斜させることが可能である。ここでは、４つの脚１５は、それぞれ独立して長さを調節することが可能である。脚１５は、ケース２５の底面に形成された孔（図示せず）に挿入される軸１５ａを備えている。この軸１５ａがケース２５の底板に挿入される長さを適宜調節することにより、脚１５の長さを調節することができ、槽１２を適宜傾斜させることができる。ケース２５の底板に対して軸１５ａの挿入長さを調節する機構は特に限定されない。例えば、軸１５ａが雄ねじで構成され、ケース２５の底板の孔が雌ねじ構成されていてもよい。この場合、軸１５ａを回転させることにより、脚１５の長さを調節することができる。

【0038】

本実施形態では、３次元造形装置１には、カバー４５が設けられていてもよい。カバー４５は、台１１よりも上方に配置された槽１２、ホルダ１３および支柱４１などを覆う部材である。カバー４５によって、槽１２内の光硬化性樹脂２３に外部からのゴミなどが入りにくくすることができる。また、カバー４５によって、照射された光が外部に漏れることを防止することができる。カバー４５は、光硬化性樹脂２３を硬化させる波長を含んだ光を遮断する材料で構成されていることが好ましい。カバー４５は、不透明なカバーであってもよい。

【0039】

次に、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ホルダ１３が取り付けられたスライダ４２を昇降自在に制御するモータ４３、および、光学装置１４のプロジェクタ３１に接続されている。制御装置１６は、モータ４３を駆動することによって、スライダ４２およびホルダ１３を上方または下方に移動させる。また、制御装置１６は、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギー、光度、光量、波長帯域、形状、および、光を照射させる位置などを制御する。制御装置１６の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１６は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。図３は、３次元造形装置１の主要要素を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１６は、作成部５１と、分割部５２と、分割数算出部５３と、形状判定部５４と、カウント部５５と、カウント判定部５６と、光照射部５７とを備えている。

【0040】

作成部５１は、３次元物体の断面形状を作成する。ここでは、作成部５１は、断面形状をデータ化したスライスデータを作成する。なお、作成部５１は、省略することが可能である。このとき、断面形状のデータは、パーソナルコンピュータなどで予め作成したものであってもよいし、配布された既存の断面形状のデータであってもよい。

【0041】

分割部５２は、３次元物体の断面形状を複数のブロックに分割する。ここでは、分割部５２では、断面形状の中に複雑な形状が含まれているか否かを判定するための前処理として、断面形状を複数のブロックに分割する。分割部５２は、抽出部５２ａと、特徴点分割部５２ｂとを備えている。

【0042】

抽出部５２ａは、断面形状を複数のブロックに分割する際、分割する基準となる特徴点を抽出する。本実施形態では、抽出部５２ａは、断面形状の外郭を形成する複数の線分について、隣合う線分同士がなす内角が所定の内角以上である場合、線分同士の接続点を特徴点とする。この所定の内角は特に限定されないが、例えば、１８０度以上３６０度未満が好ましい。ここでは、所定の内角は２７０度である。所定の内角は、予め定められており、制御装置１６に予め保存されている値である。図４は、断面形状Ｄ１を複数のブロックＢＬ１１、ＢＬ１２に分割する一例を示した図である。例えば、図４では、隣合う線分ＬＳ１１、ＬＳ１２がなす内角ＲＰ１１、および、隣合う線分ＬＳ１４、ＬＳ１５がなす内角ＲＰ１２は、２７０度以上である。よって、図４の場合、線分ＬＳ１１と線分ＬＳ１２との接続点ＣＰ１１、および、線分ＬＳ１４と線分ＬＳ１５との接続点ＣＰ１２が特徴点となる。なお、隣合う線分ＬＳ１２、ＬＳ１３がなす内角Ｒ１１、および、隣合う線分ＬＳ１３、ＬＳ１４がなす内角Ｒ１２は、２７０度未満である。よって、線分ＬＳ１２と線分ＬＳ１３との接続点Ｐ１１、および、線分ＬＳ１３と線分ＬＳ１４との接続点Ｐ１２は、特徴点ではない。このように、本実施形態では、断面形状Ｄ１の外郭Ｌ１における隣合う線分との接続点のうち、線分の方向が急に変化する接続点を特徴点として抽出している。

【0043】

図３に示す特徴点分割部５２ｂは、抽出部５２ａによって抽出した特徴点に基づいて３次元物体の断面形状を複数のブロックに分割する。特徴点分割部５２ｂは、抽出部５２ａによって抽出された特徴点が複数あり、かつ、断面形状の外郭上において隣合う２つの特徴点を結ぶ接続線が断面形状の領域内にあるとき、接続線で分割することで複数のブロックに分割する。図４では、点Ｐ１１、Ｐ１２は特徴点ではないため、断面形状Ｄ１の外郭Ｌ１上において隣合う特徴点とは、点ＣＰ１１、ＣＰ１２となる。そして、特徴点ＣＰ１１、ＣＰ１２を結ぶ接続線ＣＬ１１が断面形状Ｄの領域内にある。よって、図４では、接続線ＣＬ１１を境にして断面形状Ｄ１をブロックＢＬ１１、ＢＬ１２に分割することができる。図５は、断面形状Ｄ２を複数のブロックに分割することができない一例を示した図である。図５のような断面形状Ｄ２の場合、点ＣＰ２１、ＣＰ２２が特徴点である。断面形状Ｄ２の外郭Ｌ２上において隣合う２つの特徴点ＣＰ２１、ＣＰ２２を結ぶ接続線ＣＬ２１の一部は、断面形状Ｄ２の領域外にある。そのため、この場合、接続線ＣＬ２１を境にして断面形状Ｄ２を複数のブロックに分割することはできない。

【0044】

図３に示す分割数算出部５３は、分割部５２によって分割されたブロックの総数を算出する。ここでは、分割数算出部５３によって算出されたブロックの総数は、制御装置１６の記憶領域（図示せず）に保存される。

【0045】

形状判定部５４は、分割部５２によって分割されたブロックのそれぞれの形状が、予め定められた所定の形状であるか否かを判定する。そして、形状判定部５４は、分割されたブロックの形状が所定の形状である場合、そのブロックは特徴ブロックであるとし、ブロックの形状が所定の形状でない場合、そのブロックは非特徴ブロックであるとする。ここで、所定の形状とは、複雑な形状のことである。本実施形態では、形状判定部５４は、面積判定部５４ａと、内角判定部５４ｂと、離間判定部５４ｃと、を備えている。複雑な形状とは、面積判定部５４ａ、内角判定部５４ｂ、離間判定部５４ｃの何れかによって所定の形状と判定された形状が複雑な形状である。

【0046】

面積判定部５４ａは、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲ（図４参照）の面積に対するブロックの面積の割合が所定の割合（以下、所定の面積割合ともいう。）以内である場合、このブロックの形状は複雑な形状であると判定する。この所定の面積割合は特に限定されず、例えば、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積の１０％である。本実施形態では、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積および所定の面積割合は、予め定められており、例えば、制御装置１６に予め保存されている。図４では、ブロックＢＬ１１の面積は、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積の１０％以下である。そのため、面積判定部５４ａは、ブロックＢＬ１の形状は複雑な形状であると判定し、ブロックＢＬ１１は特徴ブロックであるとする。面積判定部５４ａでは、面積が小さいブロックを特徴ブロックとしている。

【0047】

内角判定部５４ｂは、ブロックの内角のうち、抽出部５２ａによって抽出された特徴点を除く頂点を中心とする内角の中で最も小さい内角が鋭角（好ましくは、３０度以下）である場合、このブロックは特徴ブロックであると判定する。図６は、内角判定部５４ｂによって、特徴ブロックと判定されたブロックＢＬ３１を有する断面形状Ｄ３の一例を示した図である。図６の断面形状Ｄ３では、点ＣＰ３１、ＣＰ３２、ＣＰ３３が特徴点として抽出され、特徴点ＣＰ３１と特徴点ＣＰ３２とを結ぶ接続線ＣＬ３１、および、特徴点ＣＰ３２と特徴点ＣＰ３３とを結ぶ接続線ＣＬ３２を境にして、断面形状Ｄ３は、ブロックＢＬ３１、ＢＬ３２、ＢＬ３３に分割されている。例えば、ブロックＢＬ３１において、ブロックＢＬ３１の頂点のうち特徴点ＣＰ３１、ＣＰ３２を除く頂点は、頂点Ｐ３１、Ｐ３２である。そして、頂点Ｐ３１、Ｐ３２を中心とする内角Ｒ３１、Ｒ３２の中で最も小さい内角は、内角Ｒ３１である。この内角Ｒ３１は鋭角である。よって、図６では、内角判定部５４ｂによって、ブロックＢＬ３１は、特徴ブロックであると判定される。一方、ブロックＢＬ３２において、ブロックＢＬ３２の頂点のうち特徴点ＣＰ３２、ＣＰ３３を除く頂点は、頂点Ｐ３３〜Ｐ３７である。しかし、この頂点Ｐ３３〜Ｐ３７を中心とする内角Ｒ３３〜Ｒ３７は、何れも鋭角ではない。よって、内角判定部５４ｂによって、ブロックＢＬ３２は、非特徴ブロックであると判定される。内角判定部５４ｂでは、断面形状Ｄ３の外郭Ｌ３によって形成された形状において、尖っている形状を有するブロックＢＬ３１を特徴ブロックとしている。

【0048】

離間判定部５４ｃは、隣合うブロック同士が離間している場合、離間している距離が所定の距離以下である場合、そのブロックは特徴ブロックであると判定する。ここで、所定の距離は特に限定されない。例えば、所定の距離は、０．１ｍｍ〜４ｍｍが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、ここでは、２ｍｍである。この所定の距離は、予め定められており、例えば、制御装置１６に予め保存されている。図７は、離間判定部５４ｃによって、特徴ブロックと判定されたブロックＢＬ４１を有する断面形状Ｄ４の一例を示した図である。図７の断面形状Ｄ４は、外郭によって３つのブロックＢＬ４１、ＢＬ４２、ＢＬ４３に分割されている。ここで、ブロックＢＬ４１は、ブロックＢＬ４２、ＢＬ４３と離間している。そして、ブロックＢＬ４１とブロックＢＬ４２とが離間している距離が距離ＬＮ４１であり、ブロックＢＬ４１とブロックＢＬ４３とが離間している距離が距離ＬＮ４２である。なお、「離間している距離」とは、ブロックとブロックとの間の最も短い距離のことである。このとき、仮に、距離ＬＮ４１、ＬＮ４２が共に所定の距離より大きい場合、離間判定部５４ｃは、ブロックＢＬ４１を非特徴ブロックと判定する。一方、距離ＬＮ４１、ＬＮ４２のうち少なくとも何れか一方が所定の距離以下の場合、離間判定部５４ｃは、ブロックＢＬ４１の形状は複雑な形状であると判定し、ブロックＢＬ４１は特徴ブロックであるとする。離間判定部５４ｃでは、隣合うブロック同士の間隔が狭いとき、そのブロックは特徴ブロックであるとしている。

【0049】

なお、本実施形態では、形状判定部５４は、面積判定部５４ａ、内角判定部５４ｂおよび離間判定部５４ｃの少なくとも何れか一つが特徴ブロックであると判定した場合、そのブロックは特徴ブロックであるとする。一方、形状判定部５４は、面積判定部５４ａ、内角判定部５４ｂおよび離間判定部５４ｃの全てが非特徴ブロックであると判定した場合、そのブロックは非特徴ブロックであるとする。

【0050】

カウント部５５は、形状判定部５４によって特徴ブロックと判定されたブロックの数を算出する。ここでは、算出された特徴ブロックの数は、制御装置１６の上記記憶領域に格納されている。

【0051】

カウント判定部５６は、分割数算出部５３によって算出されたブロックの総数に対するカウント部５５によって算出された特徴ブロックの数の割合が所定の割合（以下、所定の総数割合ともいう。）以上であるか否かを判定する。所定の総数割合は、特に限定されるものではない。ここでは、所定の総数割合は、５０％である。なお、所定の総数割合は、予め定められており、ここでは、制御装置１６に予め保存されている。

【0052】

光照射部５７は、光源装置１４のプロジェクタ３１から発せられる光のエネルギーを調節する。ここでは、光照射部５７は、カウント判定部５６によって、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合未満であると判定された場合、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを第１のエネルギーにする。一方、光照射部５７は、カウント判定部５６によって、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であると判定された場合、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを第２のエネルギーにする。ここでは、第２のエネルギーは、第１のエネルギーよりも低い。例えば、第１のエネルギーは、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射するプロジェクタ３１からの光の通常のエネルギー（通常時に照射する光のエネルギー）である。第１のエネルギーおよび第２のエネルギーは、予め定められており、制御装置１６に予め保存されている。なお、ここでは、光照射部５７は、形状判定部５４によって、非特徴ブロックであると判定されたブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを、通常時に照射する光のエネルギーである第１のエネルギーにする。

【0053】

ところで、図１に示すように、同じ槽１２を長期間使用して３次元物体を造形していると、槽１２のうち光が照射された部分が白色化することがある。白色化した槽１２に光を照射し、槽１２内の光硬化性樹脂２３を硬化しようとした場合、槽１２の白色化した部分によって光の一部が遮られ、槽１２の白色化した部分近傍の光硬化性樹脂２３が適切に硬化しないことがある。このことによって、所望の断面形状を形成することができず、造形物の品質が低下してしまうおそれがある。この槽１２の白色化が発生する原因としては以下のことが考えられる。

【0054】

図８は、槽１２の白色化が発生する状態を示す図であり、槽１２の拡大図である。図８に示すように、樹脂によって形成された槽１２の表面には、複数の微小な穴１２ｈが形成されている。この微小な穴１２ｈには、光硬化性樹脂２３ａが入り込む。そのため、微小な穴１２ｈに入り込んだ光硬化性樹脂２３ａに、プロジェクタ３１からの光が照射されると、光硬化性樹脂２３ａが微小な穴１２ｈに入り込んだ状態で硬化する。そして、ホルダ１３によって、硬化した樹脂を槽１２から引き上げる際、微小な穴１２ｈに入り込んだ状態で硬化した樹脂２３ａが微小な穴１２ｈから引き抜かれないことがある。そのため、槽１２の微小な穴１２ｈに硬化した樹脂２３ａが残ることで、槽１２が白色化した。そこで、本実施形態では、微小な穴１２ｈに入り込んだ状態で硬化した樹脂２３ａであっても、硬化した樹脂２３ａの硬度が、その穴１２ｈから硬化した樹脂２３ａを引き抜くことができる程度の硬度であれば、槽１２の白色化を抑制することができる。プロジェクタ３１から発せられた光のエネルギーを低くして、光硬化性樹脂２３が硬化する硬度を抑えることで、槽１２の白色化を抑制する。ここでは、制御装置１６は、分割部５２と、分割数算出部５３と、形状判定部５４と、カウント部５５と、カウント判定部５６と、光照射部５７とによって、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギーを適宜調節している。

【0055】

次に、制御装置１６によるプロジェクタ３１から発せられる光のエネルギーを調節する流れについて、図９のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、造形したい３次元物体の断面形状を用意する。ここでは、作成部５１によって、３次元物体に対応した複数の断面形状を作成する。

【0056】

図９に示すように、ステップＳ１０１では、制御装置１６は、作成部５１によって作成された複数の断面形状のうち、造形する断面形状を読み込む。そして、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだ断面形状を複数のブロックに分割する。ここでは、例えば、図４の一例では、分割部５２の抽出部５２ａによって、断面形状Ｄ１の頂点の中から特徴点ＣＰ１１、ＣＰ１２を抽出する。そして、特徴点分割部５２ｂによって、断面形状Ｄ１の外郭Ｌ１上において隣合う２つの特徴点ＣＰ１１、ＣＰ１２を結ぶ接続線ＣＬ１１が断面形状Ｄ１の領域内にあるとき、接続線ＣＬ１１で分割することで、ブロックＢＬ１１、ＢＬ１２に分割する。ステップＳ１０３では、分割数算出部５３によって、分割したブロックの総数を算出する。

【0057】

次に、ステップＳ１０４では、形状判定部５４によって、分割した複数のブロックのそれぞれの形状が、複雑な形状であるか否かを判定し、複雑な形状であると判定されたブロックを特徴ブロックとする。すなわち、ステップＳ１０４では、形状判定部５４によって、分割した複数のブロックの中から特徴ブロックを抽出する。本実施形態では、複雑な形状とは、上述したような、面積判定部５４ａによって判定された面積が小さい形状、内角判定部５４ｂによって判定された先が尖っている形状、および、離間判定部５４によって判定されたブロック同士の間隔が狭いような形状のことである。

【0058】

その後、ステップＳ１０５では、カウント部５５によって、形状判定部５４が特徴ブロックと判定したブロックの数を算出する。そして、ステップＳ１０６では、カウント判定部５６によって、分割数算出部５３によって算出されたブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合（例えば、分割したブロック数の５０％）以上であるか否かを判定する。このとき、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上（ＹＥＳ）である場合、次にステップＳ１０７を実行する。一方、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合未満（ＮＯ）である場合、次にステップＳ１０８を実行する。

【0059】

ステップＳ１０６で、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であると判定された場合、次に、ステップＳ１０７では、光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーを調節する。ここでは、光照射部５７によって、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーを第１のエネルギーより低い第２のエネルギーにする。なお、非特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーは、第１のエネルギー、すなわち、通常時のエネルギーのままである。

【0060】

ステップＳ１０６で、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合未満であると判定された場合、次に、ステップＳ１０８では、光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーを調節しない。ここでは、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギーを第２のエネルギーにすることなく、第２のエネルギーよりも高い第１のエネルギー（通常のエネルギー）で、槽１２内の光硬化性樹脂２３に光を照射する。

【0061】

ステップＳ１０７およびステップＳ１０８において、光硬化性樹脂２３を硬化して、ステップＳ１０１で読み込んだ断面形状に対応した形状の樹脂を造形した後、硬化した光硬化性樹脂２３をホルダ１３によって槽１２から引き上げる。その後、図示はしていないが、ステップＳ１０１に戻って、次の断面形状を読み込んでもよい。このように、光硬化性樹脂２３を硬化して、断面形状に対応した形状の樹脂を造形し、その造形した樹脂を順次積層することで所望の３次元物体の造形物を造形する。

【0062】

なお、本実施形態では、３次元物体を造形する際、最初に造形する断面形状から最後に造形する断面形状に至るまでの間の断面形状に対して、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの一連の処理を行い、プロジェクタ３１から発せられる光のエネルギーを適宜低くしている。しかし、上述した一連の処理は、最初に造形する断面形状から最後に造形する断面形状に至るまでの間の断面形状のうち、一部の断面形状のみに適用してもよい。例えば、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの一連の処理は、後半に造形する断面形状に適用してもよいし、前半に造形する断面形状に適用してもよい。

【0063】

以上、本実施形態では、図３に示すように、形状判定部５４は、分割部５２によって分割された複数のブロックのそれぞれの形状が所定の形状であるか否かを判定する。この所定の形状とは、例えば、上述したような複雑な形状である。このような複雑な形状を造形する場合、より鮮明に形状を造形するために、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを高くして造形することがある。しかし、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを高くし過ぎると、槽１２（図１参照）の白色化が起こり易くなる。そこで、本実施形態では、形状判定部５４によって、分割したブロックが特徴ブロックであるか否かを判定し、カウント部５５によって特徴ブロックの数を算出する。そして、カウント判定部５６によって、分割したブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であると判定されると、その断面形状は複雑な断面形状であると判定することができる。このとき、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーを第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにすることによって、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３の硬度を小さくすることができる。よって、図８に示すように、槽１２の微小な穴１２ｈに入り込んだ状態で硬化した樹脂２３ａであっても、その硬化した樹脂２３ａを槽１２の微小な穴１２ｈから引き抜き易くなる。したがって、槽１２の白色化を抑制することができる。

【0064】

本実施形態では、カウント判定部５６は、分割したブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合（例えば、５０％）以上であるか否かを判定する。断面形状のブロックの総数が多い場合、特徴ブロックの数が多くなり、断面形状のブロックの総数が少ない場合、特徴ブロックの数が少なくなることがある。そこで、本実施形態では、判定対象を、断面形状のブロックの総数に対する割合にしている。このことによって、断面形状のブロックの総数が多い場合であっても少ない場合であっても、そのブロックの総数に対する割合によって、断面形状が複雑な形状であるか否かを判定することができる。よって、断面形状が複雑な形状であるか否かをより正確に判定することができる。

【0065】

上述したように、例えば、図４に示すように、抽出部５２ａによって特徴点ＣＰ１１、ＣＰ１２を抽出し、特徴点分割部５２ｂによって断面形状Ｄ１を複数のブロックＢＬ１１、ＢＬ１２に分割することで、断面形状Ｄ１における外方に突出した形状を含む部分を１つのブロック（図４では、ブロックＢＬ１１）として分割することができる。断面形状Ｄ１の外方に突出した形状は、複雑な形状であり、造形することが難しい。そのため、そのような複雑な形状を含む部分を１つのブロックＢＬ１１として分割することで、形状判定部５４によって、断面形状Ｄ１の外方に突出した形状を有するブロックＢＬ１１を特徴ブロックとして判定することができる。

【0066】

面積判定部５４ａは、例えば、図４に示すように、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積に対するブロックＢＬ１１の面積の割合が所定の面積割合（例えば、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積の１０％）以下である場合、そのブロックＢＬ１１を特徴ブロックと判定する。このとき、このブロックＢＬ１１は、面積が小さいブロックであると判定することができる。面積が小さいブロックＢＬ１１は、複雑な形状で造形することが難しいため、特徴ブロックであるといえる。よって、面積判定部５４ａによって、ブロックの面積からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【0067】

内角判定部５４ｂは、例えば、図６に示すように、ブロックＢＬ３１の内角のうち、特徴点ＣＰ３１、ＣＰ３２を除く頂点Ｐ３１、Ｐ３２を中心とする内角Ｒ３１、Ｒ３２の中で最も小さい内角Ｒ３１が鋭角である場合、そのブロックＢＬ３１を有する断面形状Ｄ３には、外方に尖った形状があるといえる。外方に尖った形状は、複雑な形状で造形することが難しいため、その尖った形状を有するブロックＢＬ３１は、特徴ブロックであるといえる。よって、内角判定部５４ｂによって、ブロックの内角からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【0068】

離間判定部５４ｃは、例えば、図７に示すように、ブロックＢＬ４１と、ブロックＢＬ４１と隣合うブロックＢＬ４２、ＢＬ４３とが離間している場合、その離間している距離ＬＮ４１、ＬＮ４２の少なくとも何れか一方が所定の距離以下である場合、そのブロックＢＬ４１は、特徴ブロックであると判定する。隣合うブロックＢＬ４１、ＢＬ４２、ＢＬ４３同士が離間しており、その離間した距離ＬＮ４１、ＬＮ４２が所定の距離以下である場合、隣合うブロックＢＬ４１、ＢＬ４２、ＢＬ４３同士の間隔が狭い。ブロックＢＬ４１、ＢＬ４２、ＢＬ４３同士の間隔が狭い場合、ブロックＢＬ４１、ＢＬ４２、ＢＬ４３同士の間に小さい空間を形成するように造形するため、その造形は難しい。そのため、隣合うブロックＢＬ４２、ＢＬ４３との間隔が狭いブロックＢＬ４１は、複雑な形状である特徴ブロックであるといえる。よって、離間判定部５４ｃによって、隣合うブロック同士が離間している場合、その離間した距離からそのブロックが特徴ブロックであるか否かを判定することができる。

【0069】

以上、本実施形態に係る３次元造形装置１について説明した。しかし、本発明に係る３次元造形装置は、本実施形態に係る３次元造形装置１に限らず、他の種々の形態で実施することができる。

【0070】

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、光照射部５７は、カウント判定部５６によって、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であると判定された場合、特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、光のエネルギーを第１のエネルギーより低い第２のエネルギーにしていた。このとき、非特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーは、第１のエネルギーであった。しかし、光照射部５７は、カウント判定部５６によって、ブロックの総数に対する特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であると判定された場合、断面形状に対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを第２の光源にしてもよい。このことによって、領域ごとに光のエネルギーを調節するような複雑な制御をすることなく、断面形状に対する領域全体に対してプロジェクタ３１からの光のエネルギーを低くして、その光を槽１２内の光硬化性樹脂３４に照射することができる。

【0071】

上記実施形態では、図３に示すように、カウント判定部５６は、ブロックの総数に対するカウント部５５によって算出された特徴ブロックの数の割合が所定の総数割合以上であるか否かを判定していた。しかし、カウント判定部５６は、カウント部５５によって算出された特徴ブロックの数が所定の数以上であるか否かを判定してもよい。この所定の数とは、定数である。所定の数は、予め定められた値であり、制御装置１６に予め保存されている。このことによって、カウント判定部５６によって、特徴ブロックの数が所定の数以上で判定されると、その断面形状は複雑な断面形状であると判断することができる。このように、判定対象が定数であっても、第１実施形態と同様に、断面形状が複雑な形状であるか否かを判定することができる。このことによって、少なくとも特徴ブロックに対応した領域の光硬化性樹脂２３に照射する光のエネルギーを第１のエネルギーよりも低い第２のエネルギーにすることによって、樹脂の硬度を小さくすることができる。よって、図８に示すように、槽１２の微小な穴１２ｈに入り込んだ状態で硬化した樹脂２３ａであっても、その硬化した樹脂２３ａを槽１２の微小な穴１２ｈから引き抜き易くなり、槽１２の白色化を抑制することができる。なお、この場合、光照射部５７は、特徴ブロックの数が所定の数未満であると判定されたとき、プロジェクタ３１からの光のエネルギーを低くすることなく通常の光のエネルギーである第１のエネルギーで、槽１２内の光硬化性樹脂２３に光を照射する。

【0072】

しかし、光照射部５７は、カウント判定部５６によって、特徴ブロックの数が所定の数以上であると判定された場合、断面形状に対応した領域の光硬化性樹脂２３に光を照射するときに、プロジェクタ３１のエネルギーを第１のエネルギーより低い第２のエネルギーにしてもよい。このことによって、カウント判定部５６によって特徴ブロックの数が所定の数以上であると判定されたとき、断面形状に対応した領域全体に対してプロジェクタ３１から発せられた光のエネルギーを第１のエネルギーより低くすることができる。よって、領域ごとに光のエネルギーを調節するという複雑な制御をすることなく、領域全体に対してプロジェクタ３１からの光のエネルギーを第１のエネルギーよりも低くして、その光を槽１２内の光硬化性樹脂２３に照射することができる。

【0073】

上記実施形態において、面積判定部５４ａは、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲ（図４参照）の面積に対するブロックの面積の割合が所定の面積割合以内である場合、このブロックの形状は複雑な形状であると判定し、このブロックは特徴ブロックであるとしていた。このように、上記実施形態では、ブロックの面積との比較対象がプロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積に対する割合であった。しかし、ブロックの面積との比較対象は、プロジェクタ３１の照射領域ＡＲの面積に対する割合でなくてもよい。ブロックの面積との比較対象は、断面形状全体の面積に対する割合（例えば、断面形状全体の面積の５０％）であってもよい。この場合、面積判定部５４ａは、断面形状全体の面積に対するブロックの面積の割合が所定の面積割合（例えば、５０％）以内である場合、このブロックの形状は複雑な形状であると判定し、このとき、このブロックは特徴ブロックであるとしてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１ ３次元造形装置
１２ 槽
１４ 光学装置
１６ 制御装置
２３ 光硬化性樹脂
３１ プロジェクタ（光源）
５１ 作成部
５２ 分割部
５２ａ 抽出部
５２ｂ 特徴点分割部
５３ 分割数算出部
５４ 形状判定部
５４ａ 面積判定部
５４ｂ 内角判定部
５４ｃ 離間判定部
５５ カウント部
５６ カウント判定部
５７ 光照射部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】