特開 2024-120217 三次元造形装置

(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】P2024120217

(43)【公開日】2024-09-05

(54)【発明の名称】三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20240829BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20240829BHJP

   B29C 64/295 20170101ALI20240829BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240829BHJP

   B29C 64/321 20170101ALI20240829BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B29C64/106

B29C64/295

B33Y30/00

B29C64/321

B29C64/209

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023026862

(22)【出願日】2023-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】合津 昌幸

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AP06

4F213AP12

4F213AQ04

4F213AR07

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL32

4F213WL52

4F213WL74

4F213WL85

4F213WL87

4F213WL92

(57)【要約】

【課題】三次元造形装置において接触式の検出部を用いる場合に、検出部の配置によって造形の妨げになる可能性を低減する。
【解決手段】三次元造形装置は、先端に形成されたノズル開口から造形材料を吐出するノズルを有する造形部と、造形材料が堆積される堆積面を有するステージと、接触子を有し、堆積面と接触することによって堆積面の平行度を測定するための第１検出部と、ノズルとステージとの相対的な位置を変更する第１移動部と、第１検出部の位置を変更する第２移動部と、制御部と、を備える。制御部は、第２移動部を制御して、堆積面の平行度を測定する場合は、第１検出部を、ノズルと堆積面との間の造形領域の内側に位置させ、三次元造形物を造形する場合は、第１検出部を、造形領域の外に位置させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に形成されたノズル開口から造形材料を吐出するノズルを有する造形部と、
前記造形材料が堆積される堆積面を有するステージと、
接触子を有し、前記堆積面と接触することによって前記堆積面の平行度を測定するための第１検出部と、
前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変更する第１移動部と、
前記第１検出部の位置を変更する第２移動部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２移動部を制御して、
前記平行度を測定する場合は、前記第１検出部を、前記ノズルと前記堆積面との間の造形領域の内側に位置させ、
三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を、前記造形領域の外に位置させる、
三次元造形装置。

【請求項2】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記三次元造形物の造形中に前記ノズル開口よりも上方に位置し、前記堆積面に堆積された前記造形材料を加熱するプレート状の加熱部を有し、
前記制御部は、前記第２移動部を制御して、
前記平行度を測定する場合、前記第１検出部を前記加熱部の下方に位置させ、
前記三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を前記加熱部の周縁よりも外側に位置させる、三次元造形装置。

【請求項3】

請求項２に記載の三次元造形装置であって、
前記第１移動部は、前記堆積面に垂直な第１方向に前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変更する駆動部を有し、
前記第１検出部は、前記第１検出部が前記加熱部の下方に位置した状態において、前記駆動部によって駆動される可動部に接触する接触部を有し、前記平行度を測定する場合に、前記第１検出部は、前記第１移動部によって、前記第１方向に移動する、三次元造形装置。

【請求項4】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記三次元造形物の造形中に前記ノズル開口よりも上方に位置し、前記堆積面に堆積された前記造形材料を加熱するプレート状の加熱部を有し、
前記制御部は、前記第２移動部を制御して、
前記平行度を測定する場合は、前記第１検出部を前記加熱部の下方に位置させ、
前記三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を、前記加熱部の上方に位置させる、三次元造形装置。

【請求項5】

請求項４に記載の三次元造形装置であって、
前記加熱部の形状は、前記堆積面に垂直な第１方向から見て、長方形であり、
前記第１移動部は、前記第１方向から見て前記加熱部の少なくとも一部と前記ステージの少なくとも一部とが重なる範囲で、前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更し、
前記加熱部を、前記第１方向から見て横４個、縦４個の計１６個の領域に均等に分割した場合の４つの角のうちの少なくとも２つの角に対応する領域に、それぞれ前記第１検出部が設けられている、三次元造形装置。

【請求項6】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記堆積面の凹凸位置を表す凹凸情報を取得し、前記凹凸情報に応じて前記第１検出部による前記堆積面の測定位置を決定する、三次元造形装置。

【請求項7】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記ステージと連動して移動する接触式の第２検出部を有し、
前記第１検出部と前記第２検出部とは、前記第１検出部と前記第２検出部とが接触した場合に前記第１検出部及び前記第２検出部のうちの特定の一の検出部が接触を検出するように構成されている、三次元造形装置。

【請求項8】

請求項７に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記第１検出部と前記第２検出部とを接触させる第１処理と、前記第１検出部と前記堆積面とを接触させる第２処理と、前記第２検出部と前記ノズルとを接触させる第３処理と、を実行することにより、前記ノズルと前記堆積面との間の距離を測定する、三次元造形装置。

【請求項9】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記堆積面の異なる位置に接触可能な複数の前記第１検出部が、ホルダーに固定されており、
前記第２移動部は、前記ホルダーを移動させる、三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、ノズルの先端部までの距離Ｌ３を検出するために載置台に一体的に支持された検出部と、載置台の載置面と検出部との距離Ｌ５を取得する手段と、を備える三次元造形装置が開示されている。この装置では、距離Ｌ５から距離Ｌ３を差し引いた距離（Ｌ３－Ｌ５）に基づいて、載置面からノズルの先端部までの距離Ｌを検出する。この装置は、検出部及び距離取得手段として、非接触式の測距センサーを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２１７７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

造形を精度良く行うためには、ノズルが移動する平面と、ステージの表面との平行度が重要である。そのため、ステージの着脱が行われた際などに、ステージの平行度を精度良く測定することが望まれる。発明者は、低コストで精度良く測定を行うために、接触式の検出部を用いることを考えたが、接触式の検出部を用いる場合、検出部の配置によっては造形の妨げになる可能性があるという課題を見出した。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、先端に形成されたノズル開口から造形材料を吐出するノズルを有する造形部と、前記造形材料が堆積される堆積面を有するステージと、接触子を有し、前記堆積面と接触することによって前記堆積面の平行度を測定するための第１検出部と、前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変更する第１移動部と、前記第１検出部の位置を変更する第２移動部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２移動部を制御して、前記平行度を測定する場合は、前記第１検出部を、前記ノズルと前記堆積面との間の造形領域の内側に位置させ、三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を、前記造形領域の外に位置させる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態における三次元造形装置を模式的に示す斜視図である。

【図2】三次元造形装置を模式的に示す概略断面図である。

【図3】三次元造形装置を模式的に示す概略断面図である。

【図4】スクリューの概略構成を示す斜視図である。

【図5】バレルの概略平面図である。

【図6】第１検出部と第２検出部の内部構成を示す概略図である。

【図7】ステージの構成を示す斜視図である。

【図8】三次元造形処理のフローチャートである。

【図9】ノズル距離測定処理のフローチャートである。

【図10】ノズル距離測定処理の説明図である。

【図11】第２実施形態における第１検出部の概略構成を示す斜視図である。

【図12】第３実施形態における三次元造形装置を模式的に示す概略断面図である。

【図13】加熱部に対する第１検出部の配置の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１００を模式的に示す斜視図である。図２，３は、三次元造形装置１００を模式的に示す概略断面図である。図１～３には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。Ｘ軸及びＹ軸は、水平面に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直線に沿った軸である。－Ｚ方向は、鉛直方向であり、＋Ｚ方向は、鉛直方向とは逆向きの方向である。－Ｚ方向のことを「下」ともいい、＋Ｚ方向のことを「上」ともいう。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１～３におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。Ｚ方向は、「第１方向」に対応する。

【0008】

三次元造形装置１００は、造形部２００と、ステージ３００と、第１移動部４００と、制御部５００と、加熱部６００を有する支持部７００と、ノズル移動部８００と、を備える。

【0009】

制御部５００は、三次元造形装置１００全体の動作を制御する制御装置である。制御部５００は、１つ、又は、複数のプロセッサー５０１と、記憶部５０２と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成される。制御部５００には、表示装置５１０が接続されている。制御部５００は、記憶部５０２に記憶されたプログラムをプロセッサー５０１が実行することによって、後述する三次元造形処理を実行する機能を発揮する。なお、制御部５００は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。

【0010】

造形部２００は、制御部５００の制御下において、固体状態の材料を可塑化させてペースト状にした造形材料を、三次元造形物の基台となる造形用のステージ３００上に吐出する。造形部２００は、造形材料に転化される前の材料の供給源である材料供給部２０と、材料を可塑化して造形材料を生成する可塑化部３０と、生成された造形材料を先端部６３に形成されたノズル開口６２から吐出するノズル６１とを備える。造形部２００のことをヘッドとも呼ぶ。

【0011】

本実施形態の三次元造形装置１００は、造形部２００として、第１造形部２００ａと、第２造形部２００ｂとを備える。第１造形部２００ａは、材料供給部２０として第１材料供給部２０ａを備え、可塑化部３０として第１可塑化部３０ａを備え、ノズル６１として第１ノズル６１ａを備えている。第２造形部２００ｂは、材料供給部２０として第２材料供給部２０ｂを備え、可塑化部３０として第２可塑化部３０ｂを備え、ノズル６１として第２ノズル６１ｂを備えている。第１造形部２００ａと第２造形部２００ｂとは、第１ノズル６１ａのＹ方向における位置と第２ノズル６１ｂのＹ方向における位置とが一致するように、Ｘ方向に並んで配置されている。本実施形態では、第２造形部２００ｂは、第１造形部２００ａの＋Ｘ方向の位置に配置されている。第１造形部２００ａの構成と第２造形部２００ｂの構成とは同様であるため、以下では、両者を特に区別しない場合、両者を単に造形部２００と呼ぶこともある。また、両者の構成部材を区別する場合、第１造形部２００ａの構成部材には、符号「ａ」を付し、第２造形部２００ｂの構成部材には、符号「ｂ」を付して表記する。

【0012】

材料供給部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態では、ペレット状に形成されたＡＢＳ樹脂が材料として用いられる。本実施形態における材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。図２に示すように、材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と可塑化部３０との間を接続する供給路２２が設けられている。材料供給部２０は、供給路２２を介して、可塑化部３０に材料を供給する。

【0013】

図２に示すように、可塑化部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、スクリュー４０と、バレル５０とを備えている。可塑化部３０は、材料供給部２０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の造形材料を生成して、ノズル６１に供給する。「可塑化」とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。

【0014】

図４は、スクリュー４０のスクリュー下面４２側の概略構成を示す斜視図である。図５は、バレル５０のバレル上面５２側を示す概略平面図である。スクリュー４０は、その中心軸ＲＸに沿った方向である軸線方向における長さが軸線方向に直交する方向における長さよりも小さい略円柱状を有する。スクリュー４０は、その回転中心となる中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように配置される。スクリュー４０は、フラットスクリューや、ローター、スクロールとも呼ばれる。

【0015】

図２に示すように、スクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。スクリュー４０の上面側は駆動モーター３２に連結されており、スクリュー４０は、駆動モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。駆動モーター３２は、制御部５００の制御下において駆動する。なお、スクリュー４０は、減速機を介して駆動モーター３２によって駆動されてもよい。

【0016】

図４に示すように、スクリュー下面４２には、渦状の溝部４５が形成されている。上述した材料供給部２０の供給路２２は、スクリュー４０の側面から、溝部４５に連通する。溝部４５は、スクリュー４０の側面に形成された材料導入口４４まで連続している。この材料導入口４４は、材料供給部２０の供給路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。図４に示すように、本実施形態では、溝部４５は、凸条部４６によって隔てられて３本分形成されている。なお、溝部４５の数は、３本に限られず、１本でもよいし、２本以上であってもよい。溝部４５は、渦状に限らず、螺旋状あるいはインボリュート曲線状であってもよいし、中央部４７から外周に向かって弧を描くように延びる形状であってもよい。

【0017】

図２に示すように、バレル５０は、スクリュー４０の下方に配置されている。バレル上面５２は、スクリュー下面４２に面しており、スクリュー下面４２の溝部４５と、バレル上面５２との間には空間が形成される。バレル５０には、スクリュー４０の中心軸ＲＸ上に、後述するノズル６１のノズル流路６５に連通する連通孔５６が設けられている。バレル５０には、スクリュー４０の溝部４５に対向する位置に可塑化ヒーター５８が内蔵されている。可塑化ヒーター５８の温度は、制御部５００によって制御される。

【0018】

図５に示すように、バレル上面５２における連通孔５６の周りには、複数の案内溝５４が形成されている。それぞれの案内溝５４は、その一端が連通孔５６に接続され、連通孔５６からバレル上面５２の外周に向かって渦状に延びている。それぞれの案内溝５４は、造形材料を連通孔５６に導く機能を有している。なお、案内溝５４の一端が連通孔５６に接続されていなくてもよい。また、バレル５０には案内溝５４が形成されていなくてもよい。

【0019】

スクリュー４０の溝部４５内に供給された材料は、溝部４５内において溶融されながら、スクリュー４０の回転によって溝部４５に沿って流動し、造形材料としてスクリュー４０の中央部４７へと導かれる。中央部４７に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、連通孔５６を介してノズル６１に供給される。なお、造形材料を構成する全ての種類の物質が溶融していなくてもよく、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が溶融することによって、造形材料が全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。

【0020】

図２に示すように、ノズル６１は、ノズル流路６５と、ノズル開口６２が設けられた先端部６３とを備えている。ノズル流路６５は、ノズル６１内に形成された造形材料の流路であり、上述したバレル５０の連通孔５６に接続されている。先端部６３は、ノズル６１の、ステージ３００に向かって－Ｚ方向に突出した先端部分を構成する。ノズル開口６２は、ノズル流路６５の大気に連通する側の端部に設けられた、ノズル流路６５の流路断面が縮小された部分である。第１ノズル６１ａの第１先端部６３ａには第１ノズル開口６２ａが形成され、第２ノズル６１ｂの第２先端部６３ｂには第２ノズル開口６２ｂが形成されている。可塑化部３０によって生成された造形材料は、連通孔５６を介してノズル６１へ供給され、ノズル流路６５を介してノズル開口６２から吐出される。

【0021】

ステージ３００は、ノズル開口６２に対向する位置に配置されている。三次元造形装置１００は、ノズル開口６２からステージ３００の堆積面３２１に向かって造形材料を吐出させ、堆積面３２１に造形材料の層を積層することによって三次元造形物を造形する。ステージ３００の詳細については後述する。

【0022】

第１移動部４００は、ノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、第１移動部４００は、造形部２００を積層方向であるＺ方向に沿って移動させ、ステージ３００を積層方向と交差する方向に移動させることによって、ノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変化させる。より具体的には、本実施形態の第１移動部４００は、造形部２００をＺ方向に沿って移動させることによって、Ｚ方向におけるノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変化させ、ステージ３００をＺ方向と直交するＸ方向及びＹ方向に移動させることによって、Ｘ方向及びＹ方向におけるノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変化させる。図１に示すように、第１移動部４００は、ステージ３００をＸ方向に沿って移動させる第１駆動部４１０と、ステージ３００と第１駆動部４１０とをＹ方向に沿って移動させる第２駆動部４２０と、造形部２００を、ステージ３００の堆積面３２１に垂直なＺ方向に沿って移動させる第３駆動部４３０とによって構成されている。より詳細には、第３駆動部４３０は、第１造形部２００ａ及び第２造形部２００ｂが固定された可動部４３１をＺ方向に沿って移動させることによって、第１造形部２００ａ及び第２造形部２００ｂをＺ方向に沿って移動させる。なお、図２，３では、第３駆動部４３０及び可動部４３１は省略されている。第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、及び、第３駆動部４３０は、制御部５００の制御下で駆動される。第１駆動部４１０、第２駆動部４２０、及び、第３駆動部４３０は、例えば、電動アクチュエーターである。

【0023】

図１に示すように、可動部４３１には、更に、支持部７００が固定されている。支持部７００は、可動部４３１の一部ともいえる。支持部７００は、加熱部６００を支持することによって、加熱部６００をステージ３００と対向する位置に配置する。従って、本実施形態における第３駆動部４３０は、造形部２００と支持部７００との位置関係を維持した状態で、造形部２００とともに支持部７００をＺ方向に沿って移動させる。つまり、支持部７００は、ノズル６１とともにステージ３００との相対的な位置が変化するように構成されているともいえる。また、同様に、支持部７００によって支持される加熱部６００は、ノズル６１とともにステージ３００との相対的な位置が変化するように構成されているともいえる。

【0024】

加熱部６００は、ステージ３００の堆積面３２１に堆積された造形材料を加熱する。加熱部６００の形状は、プレート状であり、堆積面３２１に垂直なＺ方向から見て長方形である。加熱部６００は、第３駆動部４３０によって駆動される可動部４３１に固定されている。加熱部６００は、第１造形部２００ａ及び第２造形部２００ｂとともに、ステージ３００との相対的な位置が変化するように構成されている。本実施形態において、制御部５００は、加熱部６００を、造形部２００とともに、第３駆動部４３０によってＺ方向に移動させる。また、本実施形態において、制御部５００は、第１駆動部４１０及び第２駆動部４２０を制御することにより、Ｚ方向から見て加熱部６００の少なくとも一部とステージ３００の少なくとも一部とが重なる範囲で、加熱部６００とステージ３００との相対的な位置を変更する。加熱部６００には、加熱部６００をＺ方向に貫通する第１開口７１、第２開口７２、及び、第３開口７３が設けられている。第１開口７１は、第１ノズル６１ａに対応する位置に設けられている。第２開口７２は、第２ノズル６１ｂに対応する位置に設けられている。第３開口７３は、加熱部６００の外縁と第１開口７１との間に設けられている。

【0025】

図１に示したノズル移動部８００は、ノズル６１と加熱部６００との相対的な位置を変化させる。三次元造形装置１００には、第１造形部２００ａと第２造形部２００ｂとに対応して、２つのノズル移動部８００が設けられている。各ノズル移動部８００は、可動部４３１に固定されており、加熱部６００とともに第３駆動部４３０によってＺ方向に移動される。ノズル移動部８００は、例えば電動アクチュエーターとして構成され、制御部５００の制御下で駆動される。ノズル移動部８００は、造形部２００をＺ方向に移動させることにより、ノズル６１と加熱部６００との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、一方のノズル移動部８００は、第１造形部２００ａをＺ方向に移動させ、他方のノズル移動部８００は、第２造形部２００ｂをＺ方向に移動させる。各ノズル移動部８００は、それぞれ、制御部５００によって個別に制御される。他の実施形態では、ノズル移動部８００は、例えば、造形部２００全体ではなく、ノズル６１のみをＺ方向に移動させてもよい。

【0026】

本実施形態では、第１ノズル６１ａ及び第２ノズル６１ｂは、それぞれ、ノズル移動部８００によって、造形状態と退避状態とを切り替え可能に構成されている。図２には、造形状態を示しており、図３には退避状態を示している。造形状態とは、図２に示すように、ノズル６１の少なくとも一部が第１開口７１又は第２開口７２内に配置された状態である。造形状態にあるノズル６１のノズル開口６２は、Ｚ方向において加熱部６００とステージ３００との間に配置される。つまり、三次元造形物の造形中には、加熱部６００は、ノズル開口６２よりも上方に位置する。退避状態とは、図３に示すように、ノズル６１が第１開口７１又は第２開口７２よりも上方に配置されることで、ノズル６１が第１開口７１又は第２開口７２の外に配置された状態である。ノズル移動部８００は、ノズル６１を造形状態から退避状態へと切り替える場合、造形部２００を＋Ｚ方向へ移動させ、ノズル６１を退避状態から造形状態へと切り替える場合、造形部２００を－Ｚ方向へ移動させる。制御部５００は、ノズル移動部８００を制御して、三次元造形処理において使用しないノズル６１を退避状態とすることで、そのノズル６１が造形物に接触することを防止できる。なお、退避状態では、例えば、図示していないクリーニング機構によって、ノズル６１のクリーニングが行われてもよい。

【0027】

図１及び図２に示すように、本実施形態の三次元造形装置１００は、第１検出部１１０と第２検出部１３０と第２移動部１５０を備えている。

【0028】

第１検出部１１０及び第２検出部１３０は、対象物に接触することで制御部５００に検出信号を出力する接触式の検出部である。第１検出部１１０は、ステージ３００の堆積面３２１と接触することによって堆積面３２１の平行度を測定するために用いられる。平行度とは、基準面に対する平行の度合いをいう。基準面は、ノズル６１が移動する平面であり、本実施形態では、水平面である。

【0029】

第２移動部１５０は、第１検出部１１０の位置を変更する。制御部５００は、堆積面３２１の平行度を測定する場合は、第２移動部１５０を制御し、第１検出部１１０を、ノズル６１と堆積面３２１との間の造形領域の内側に移動させる。造形領域とは、造形状態にあるノズル６１と、堆積面３２１と、の間の空間であり、三次元造形物が造形され得る空間である。制御部５００は、三次元造形物を造形する場合は、第２移動部１５０を制御して、第１検出部１１０を、造形領域の外に位置させる。

【0030】

本実施形態において、第２移動部１５０は、＋Ｚ方向に延びる支柱１５２と、アーム１５３とを備える。アーム１５３は、支柱１５２から垂直に延び、支柱１５２に対して回転可能に取り付けられている。アーム１５３の先端には、第１検出部１１０が設けられている。支柱１５２には、アーム１５３を回転させるためのモーターが組み込まれている。アーム１５３の回転は、制御部５００によって制御される。第１検出部１１０は、支柱１５２に対して回転移動して、造形領域内に移動する。なお、第２移動部１５０は、第１検出部１１０を回転移動させる構成に限らず、例えば、伸縮するアームや、平行移動するアームによって第１検出部１１０を造形領域内に移動させるものであってもよい。

【0031】

図２に示すように、第１検出部１１０は、検出部支持機構１１８に設けられている。検出部支持機構１１８は、ベース部１１１と、支持部材１１２と、接触部１１４と、バネ１１５と、ガイドレール１１６と、を備える。

【0032】

ベース部１１１は、アーム１５３の先端に固定されている。ベース部１１１には、Ｚ方向に沿ってガイドレール１１６が設けられている。ガイドレール１１６には、支持部材１１２がＺ方向にスライド移動可能に取り付けられている。支持部材１１２の下部には、第１検出部１１０が設けられている。支持部材１１２の上部には、棒状の接触部１１４が設けられている。支持部材１１２とベース部１１１とは、Ｚ方向に伸縮するバネ１１５によって連結されている。接触部１１４の上端部は、加熱部６００に設けられた第３開口７３に挿通可能である。加熱部６００が設けられている可動部４３１には、接触部１１４を下方に押すための押板１１７が固定されている。押板１１７は、可動部４３１の一部を構成する。

【0033】

制御部５００は、加熱部６００が接触部１１４よりも上方に位置した状態で、第２移動部１５０を制御して第１検出部１１０を造形領域に移動させる。そして、第１移動部４００を制御して加熱部６００を下降させて、第１検出部１１０の接触部１１４を第３開口７３に挿通させ、可動部４３１に固定された押板１１７により、接触部１１４を－Ｚ方向に押して移動させる。すると、バネ１１５の引張り力に抗して第１検出部１１０が下方に移動し、第１検出部１１０がステージ３００の堆積面３２１に接触する。第１検出部１１０により接触が検知されたら、制御部５００は、加熱部６００の下降を停止させた後に加熱部６００を上昇させる。すると、バネ１１５の引張り力により、第１検出部１１０が堆積面３２１から離れて上昇し、元の位置に戻る。

【0034】

第２検出部１３０は、ステージ３００に固定されている。本実施形態では、第２検出部１３０は、ステージ３００の堆積面３２１よりも外側の部分に固定されている。第１移動部４００によってステージ３００が移動すると、第２検出部１３０は、ステージ３００の移動と連動して移動する。第２検出部１３０は、ステージ３００に取り付けられた第４駆動部４４０によって、Ｚ方向に移動することができる。第４駆動部４４０は、制御部５００によって制御される。制御部５００は、第１検出部１１０と第２検出部１３０とを用いることで、ステージ３００の堆積面３２１とノズル６１の先端部６３との間の距離を測定することができる。測定方法の詳細については後述する。

【0035】

図６は、第１検出部１１０と第２検出部１３０の内部構成を示す概略図である。本実施形態において、第１検出部１１０と第２検出部１３０とは、それぞれ、Ｂ接点式の接触センサーとして構成されている。第１検出部１１０及び第２検出部１３０は、それぞれ、接触子１４１と、導電体１４２と、一対の接点１４３と、ハウジング１４４と、バネ１４５とを備える。接触子１４１は、対象物に接触する部分である。接触子１４１は、例えば棒状の形状である。接触子１４１の基端には、導電体１４２が固定されている。バネ１４５は、導電体１４２とハウジング１４４との間に配置されている。接触子１４１が対象物に接触していない場合、バネ１１５は、導電体１４２を接触子１４１側に付勢することで、導電体１４２を一対の接点１４３に接触させる。この状態では、一対の接点１４３が、導電体１４２を介して電気的に接続された状態になる。これに対して、接触子１４１が対象物に接触すると、導電体１４２がバネ１４５を押し込み、一対の接点１４３から離れるため、一対の接点１４３は電気的に接続されていない状態になる。第１検出部１１０及び第２検出部１３０は、一対の接点１４３の電気的な接続状態を監視することで、接触子１４１が対象物に接触したか否かを検知し、接触した場合に、制御部５００に検出信号を出力する。

【0036】

本実施形態では、第１検出部１１０に備えられたバネ１４５の付勢力と、第２検出部１３０に備えられたバネ１４５の付勢力とが異なっている。付勢力は、それぞれのバネ１４５のバネ定数を調整することで調整できる。こうすることで、本実施形態では、第１検出部１１０と第２検出部１３０とは、第１検出部１１０と第２検出部１３０とが接触した場合に、第１検出部１１０及び第２検出部１３０のうちの特定の一の検出部が接触を検出するように構成されている。本実施形態では、第１検出部１１０のバネ１４５の付勢力を第２検出部１３０のバネ１４５の付勢力よりも小さくしている。そのため、第１検出部１１０と第２検出部１３０とを互いに接触させると、図６に示すように、第１検出部１１０のバネ１４５の方が先に圧縮されるため、第１検出部１１０から検出信号が出力される。なお、本実施形態では、第１検出部１１０及び第２検出部１３０は、Ｂ接点式の接触型センサーとしたが、これらはＡ接点式の接触型センサーによって構成することも可能である。また、他の実施形態では、第１検出部１１０のバネ１４５の付勢力を第２検出部１３０のバネ１４５の付勢力よりも大きくしてもよい。

【0037】

図７は、ステージ３００の構成を示す斜視図である。ステージ３００は、例えば、アルミやステンレス鋼、ガラスによって形成されている。ステージ３００の堆積面３２１には、Ｙ方向に沿った複数の溝３２２が、Ｘ方向に一定間隔に並ぶように形成されている。この溝３２２によってアンカー効果が発揮され、三次元造形物の堆積面３２１への密着度が向上する。本実施形態において、ステージ３００は、第１移動部４００に対して着脱可能である。ユーザーは、ステージ３００として、図７に示すステージ３００以外にも、溝３２２の位置が異なるステージや、溝３２２が形成されていないステージを第１移動部４００に対して取り付けてもよい。

【0038】

図８は、制御部５００によって実行される三次元造形処理のフローチャートである。この三次元造形処理は、制御部５００に対して、所定の造形開始操作が行われた際に実行される。なお、三次元造形処理の開始時において、加熱部６００は、接触部１１４の上方に位置しているものとする。

【0039】

三次元造形処理の実行が開始されると、ステップＳ１０において、制御部５００は、凹凸情報を取得する。凹凸情報とは、ステージ３００の堆積面３２１の凹凸位置を表す情報である。本実施形態において、凹凸の位置とは、図７に示した溝３２２の位置である。例えば、ユーザーは、第１移動部４００に取り付けたステージ３００の種類を表す情報を、制御部５００に接続された入力装置等を用いて入力する。制御部５００は、入力された情報から、その情報に対応するステージ３００を特定して、そのステージ３００に関連付けられた凹凸情報を、制御部５００内の記憶部５０２、あるいは、他の装置から取得する。凹凸情報は、三次元造形物を造形するための造形データに含まれていてもよい。

【0040】

ステップＳ２０において、制御部５００は、ステップＳ１０で取得された凹凸情報に基づき、堆積面３２１の平行度を測定するための測定位置を決定する。本実施形態において、制御部５００は、測定位置として、堆積面３２１上の溝３２２が形成されていない４つの異なる位置を測定位置として特定する。４つの異なる位置とは、例えば、堆積面３２１の四隅の位置や、堆積面３２１の１つの隅と中心とを対角に有する長方形の四隅の位置である。

【0041】

ステップＳ３０において、制御部５００は、第２移動部１５０を制御して、第１検出部１１０を造形領域外から造形領域内に移動させる。より具体的には、制御部５００は、加熱部６００に備えられた第３開口７３の直下に接触部１１４が位置するように、第１検出部１１０を加熱部６００の下方に位置させる。

【0042】

ステップＳ４０において、制御部５００は、堆積面の平行度を測定する。具体的には、制御部は、第１移動部１５０を制御して、加熱部６００を下降させることによって、可動部４３１に設けられた押板１１７により、第１検出部１１０を下降させてステージ３００の堆積面３２１に接触させる。制御部５００は、第１移動部４００を制御して第１検出部１１０に対するステージ３００の位置を変更することで、ステップＳ２０で決定された全ての測定位置において、第１検出部１１０を堆積面３２１に接触させる。こうすることで、各測定位置における堆積面の高さを測定できる。制御部５００は、測定された高さの最大値と最小値との差を、平行度として算出する。制御部５００は、算出した平行度を、表示装置５１０に表示してもよい。制御部５００は、平行度に限らず、測定値や測定位置も表示装置５１０に表示してもよい。

【0043】

ステップＳ５０において、制御部５００は、ステップＳ４０で測定した平行度に基づき、ステージ３００の堆積面３２１が、水平面に対して平行であるか否かを判断する。本実施形態において、制御部５００は、平行度が所定の閾値未満であれば、平行であると判断する。ステップＳ５０において堆積面３２１が平行ではないと判断した場合、制御部５００は、ステップＳ６０において、制御部５００に接続された表示装置５１０に対して警告を表示する。本実施形態において、例えば、制御部５００は、「ステージを取り付け直してください。」といった警告を表示する。上述した閾値は、例えば、三次元造形物を造形する際の積層ピッチに応じて定められる。本実施形態では、閾値として積層ピッチと同じ値を設定する。閾値は、例えば、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍである。

【0044】

ステップＳ５０において堆積面３２１が平行であると判断した場合、制御部５００は、ステップＳ７０において、ノズル距離測定処理を実行する。ノズル距離測定処理とは、ノズル６１と堆積面３２１との間の距離を測定する処理である。ノズル距離測定処理の詳細については後述する。

【0045】

ステップＳ８０において、制御部５００は、ステップＳ７０で測定したノズル６１と堆積面３２１との間の距離に基づき、Ｚ軸オフセット量を決定する。具体的には、制御部５００は、ステップＳ７０で測定された距離と、予め定められた基準値との差を求め、その差を、Ｚ軸オフセット量として決定する。予め定められた基準値とは、例えば、ノズル６１と堆積面３２１との間の距離の設計値である。

【0046】

ステップＳ９０において、制御部５００は、積層処理を実行する。この積層処理において、制御部５００は、記録媒体やネットワークを通じて取得した造形データを用いて造形材料を堆積面３２１に積層していき、三次元造形物を造形する。造形データには、ノズル６１のステージ３００に対する相対的な移動の経路を表すパスデータと、ノズル６１から吐出される造形材料の量を表す吐出量データとが含まれる。制御部５００は、ノズル６１をＺ方向に移動させる際に、ノズル６１のＺ方向の位置を、ステップＳ８０で決定したＺ軸オフセット量によって補正する。こうすることで、三次元造形物を精度良くステージ３００上に造形できる。なお、ステップＳ９０によって三次元造形物が造形される場合には、第１検出部１１０は、後述するノズル距離測定処理のステップＳ７３において、造形領域の外に退避される。

【0047】

図９は、上記ステップＳ７０において実行されるノズル距離測定処理のフローチャートである。図１０は、ノズル距離測定処理の説明図である。

【0048】

ステップＳ７１において、制御部５００は、第１検出部１１０と第２検出部１３０とを接触させる第１処理を実行する。第１処理において、制御部５００は、第４駆動部４４０を制御して、第２検出部１３０の＋Ｚ方向の先端を、堆積面３２１よりも＋Ｚ方向に移動させる。制御部５００は、第１移動部４００の第１駆動部４１０及び第２駆動部４２０を制御して、第２検出部１３０のＸ方向及びＹ方向の位置を第１検出部１１０の位置に一致させる。制御部５００は、第１移動部４００の第３駆動部４３０を制御して、第１検出部１１０と第２検出部１３０とが接触するまで、すなわち、第１検出部１１０が検出信号を出力するまで、第１検出部１１０を測定開始位置から下降させる。第１処理において、制御部５００は、第３駆動部４３０によって移動された第１検出部１１０の移動量に基づき、第１検出部１１０から第２検出部１３０までの距離Ｌ１を算出する。

【0049】

ステップＳ７２において、制御部５００は、第１検出部１１０と堆積面３２１とを接触させる第２処理を実行する。第２処理において、制御部５００は、第１移動部４００の第１駆動部４１０及び第２駆動部４２０を制御して、堆積面３２１上の測定基準となるＸ方向及びＹ方向の位置を第１検出部１１０の位置に一致させる。そして、第１移動部４００の第３駆動部４３０を制御して、第１検出部１１０が検出信号を出力するまで、すなわち、第１検出部１１０と堆積面３２１とが接触するまで、第１検出部１１０を測定開始位置から下降させる。第２処理において、制御部５００は、第３駆動部４３０によって移動された第１検出部１１０の移動量に基づき、第１検出部１１０から堆積面３２１までの距離Ｌ２を算出する。

【0050】

ステップＳ７３において、制御部５００は、第２移動部１５０を制御して第１検出部１１０を移動させ、造形領域の外に位置させる。より具体的には、制御部５００は、第１検出部１１０を、加熱部６００の周縁よりも外側に位置させる。

【0051】

ステップＳ７４において、制御部５００は、第２検出部１３０とノズル６１とを接触させる第３処理を実行する。第３処理において、制御部５００は、第１移動部４００の第１駆動部４１０及び第２駆動部４２０を制御して、第２検出部１３０のＸ方向及びＹ方向の位置をノズル６１の位置に一致させる。制御部５００は、第１移動部４００の第３駆動部４３０を制御して、第２検出部１３０が検出信号を出力するまで、すなわち、第２検出部１３０とノズル６１とが接触するまで、ノズル６１を測定開始位置から下降させる。第３処理において、制御部５００は、第３駆動部４３０によって移動されたノズル６１の移動量に基づき、第２検出部１３０からノズル６１までの距離Ｌ３を算出する。

【0052】

ステップＳ７５において、制御部５００は、ノズル６１と堆積面３２１との距離Ｌを算出するための演算処理を実行する。この演算処理において、制御部５００は、まず、第１検出部１１０から堆積面３２１までの距離Ｌ２から、第１検出部１１０から第２検出部１３０までの距離Ｌ１を差し引くことで、第２検出部１３０と堆積面３２１との間の距離Ｌ４を算出する。そして、第２検出部１３０からノズル６１までの距離Ｌ３に対して、第２検出部１３０と堆積面３２１との間の距離Ｌ４を加えることで、ノズル６１と堆積面３２１との距離Ｌを算出する。なお、制御部５００は、ステップＳ７４の第３処理において、第２検出部１３０を、第１ノズル６１ａと第２ノズル６１ｂとにそれぞれ接触させることにより、第１ノズル６１ａと堆積面３２１との間の距離と、第２ノズル６１ｂと堆積面３２１との間の距離を個別に算出してもよい。こうすることで、第１ノズル６１ａと第２ノズル６１ｂとに対して個別にＺ軸オフセット量を決定することができる。

【0053】

以上で説明した第１実施形態の三次元造形装置１００によれば、ステージ３００の堆積面３２１の平行度を測定する場合は、第１検出部１１０を、ノズル６１と堆積面３２１との間の造形領域の内側に位置させ、三次元造形物を造形する場合は、第１検出部１１０を、造形領域の外に位置させる。そのため、造形の妨げになることなく、低コストな接触式の第１検出部１１０を用いてステージ３００の平行度を測定できる。

【0054】

第１実施形態の三次元造形装置１００は、造形中にノズル開口６２よりも上方に位置し、堆積面３２１に堆積された造形材料を加熱するプレート状の加熱部６００を有している。そして、平行度を測定する場合には、第１検出部１１０を加熱部６００の下方に位置させ、三次元造形物を造形する場合には、第１検出部１１０を加熱部６００の周縁よりも外側に位置させる。そのため、第１検出部１１０と加熱部６００とが接触することを抑制できる。

【0055】

第１実施形態の三次元造形装置１００は、ステージ３００の堆積面３２１に垂直なＺ方向にノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変更する第３駆動部４３０を有している。第１検出部１１０は、第１検出部１１０が加熱部６００の下方に位置した状態において、第３駆動部４３０によって駆動される可動部４３１に接触する接触部１１４を有している。そして、平行度を測定する場合には、第１検出部１１０は、第１移動部４００に備えられた第３駆動部４３０によってＺ方向に移動する。そのため、第１検出部１１０を移動させるための駆動部を別途設けることなく、第１検出部１１０を移動させることができる。この結果、三次元造形装置１００の構成を簡略化できる。

【0056】

第１実施形態では、ステージ３００の堆積面３２１の凹凸位置を表す凹凸情報に応じて第１検出部１１０による堆積面３２１の測定位置を決定する。そのため、堆積面３２１の平行度を精度よく測定できる。

【0057】

第１実施形態では、第１検出部１１０と第２検出部１３０とが互いに接触した場合に、第１検出部１１０及び第２検出部１３０のうちの特定の一の検出部が接触を検出するように構成されている。そのため、接触の検出元がばらつくことがなく、制御部５００は、一方の検出部からの検出信号の有無を監視すればよい。また、接触の検出元となる検出部がばらつかないため、距離の測定精度が変動することが抑制される。この結果、第１検出部１１０と第２検出部１３０との間の距離を精度よく測定できる。

【0058】

第１実施形態では、図９，１０に示した第１処理によって第１検出部１１０と第２検出部１３０との間の距離Ｌ１を測定し、第２処理によって第１検出部１１０と堆積面３２１との間の距離Ｌ２を測定し、第３処理によって第２検出部１３０とノズル６１との間の距離Ｌ３を測定する。そのため、第２検出部１３０と堆積面３２１の高さが異なる場合であっても、それらの間の距離Ｌ４（＝Ｌ２－Ｌ１）を算出することで、ノズル６１と堆積面３２１との間の距離Ｌ（＝Ｌ３＋Ｌ４）を精度よく測定できる。

【0059】

第１実施形態では、三次元造形物の造形時には、第１検出部１１０を、造形領域外に退避させるので、第１検出部１１０が加熱部６００による熱の影響を受けにくい。そのため、耐熱性の低く、かつ低コストな第１検出部１１０を用いることができる。

【0060】

Ｂ．第２実施形態：
図１１は、第２実施形態における第１検出部１１０の概略構成を示す斜視図である。上述した第１実施形態では、三次元造形装置１００に１つの第１検出部１１０が備えられている。これに対して、第２実施形態では、三次元造形装置１００に、複数の第１検出部１１０が備えられている。複数の第１検出部１１０は、１つのホルダー１１９に固定されている。ホルダー１１９は、第１実施形態における支持部材１１２に対応する。複数の第１検出部１１０は、堆積面３２１の異なる位置に接触可能である。第２移動部１５０は、ホルダー１１９を移動させることで、複数の第１検出部１１０を同時に移動させることができる。各第１検出部１１０は、ホルダー１１９に設けられた接触部１１４が、可動部４３１に備えられた押板１１７に押されることで、ホルダー１１９とともにＺ方向に移動する。ホルダー１１９に対する各第１検出部１１０の平面方向における取付位置は、ステージ３００に設けられた溝３２２を避けるために、任意に調節可能であることが好ましい。

【0061】

第２実施形態によれば、複数の第１検出部１１０によって、同時に堆積面３２１の異なる位置を測定できる。そのため、堆積面３２１の平行度を効率的に測定できる。

【0062】

また、例えば、複数の第１検出部１１０が、図１１に示すように、堆積面３２１の１つの隅と中心とを対角に有する長方形ＲＣの四隅の位置に対応する位置に配置されている場合、ステージ３００を移動させつつ４回の測定を行うことで、堆積面３２１全体の平行度を測定できる。第１検出部１１０が１つの場合にはステージ３００を移動させつつ９回の測定が必要になるため、測定時間を大幅に短縮できる。また、堆積面３２１全体の測定を行うことで、平行度に限らず、ステージ３００の反りなどの変形を検出することもできる。

【0063】

Ｃ．第３実施形態：
図１２は、第３実施形態における三次元造形装置１００Ｃを模式的に示す概略断面図である。上述した第１実施形態では、第１検出部１１０は、加熱部６００の周縁よりも外側から、加熱部６００の下方に移動する。これに対して、第３実施形態では、第１検出部１１０は、加熱部６００の上方から加熱部６００の下方に移動する。

【0064】

第３実施形態では、第１検出部１１０は、可動部４３１に取り付けられている。第１検出部は、可動部４３１に設けられた第２移動部１５０Ｃによって、Ｚ方向に移動することができる。第２移動部１５０Ｃは、制御部５００によって制御される。第２移動部１５０Ｃは、例えば、電動リニアアクチュエーターによって構成される。

【0065】

制御部５００は、平行度を測定する場合には、第２移動部１５０Ｃを制御することで、第１検出部１１０を、加熱部６００の下方に位置させる。より具体的には、第１検出部１１０の－Ｚ方向の先端を、加熱部６００に設けられた第３開口７３を通じて加熱部６００よりも下方に位置させる。そして、三次元造形物を造形する場合は、第１検出部１１０を、加熱部６００よりも上方に位置させる。より具体的には、第１検出部１１０の－Ｚ方向の先端を、加熱部６００の下面よりも上方に位置させる。

【0066】

以上で説明した第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、造形の妨げになることなく、かつ低コストな接触式の第１検出部１１０を用いてステージ３００の平行度を測定できる。

【0067】

図１３は、加熱部６００に対する第１検出部１１０の配置の例を示す図である。第３実施形態において、三次元造形装置１００Ｃは、第１検出部１１０を可動部４３１に複数備えていてもよい。例えば、図１３に示すように、加熱部６００を、Ｚ方向から見て横４個すなわちＸ方向に４個、縦４個すなわちＹ方向に４個の計１６個の領域に均等に分割した場合、４つの角のうちの少なくとも２つの角に対応する領域に、それぞれ、第１検出部１１０が設けられてもよい。図１３には、４つの角のうちの全ての角に対応する領域に、第１検出部１１０が設けられている例を示している。こうすることで、ステージ３００をＸＹ方向に最大限移動させた場合にステージ３００の一部が加熱部６００に重なる移動範囲であっても、一の第１検出部１１０で測定できない堆積面３２１の位置を、他の第１検出部１１０で測定できる。そのため、ステージ３００の移動範囲が上記のような範囲であっても、堆積面３２１の測定可能な範囲を広げることができる。

【0068】

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上記各実施形態において、図８に示した三次元造形処理の、ステップＳ７０及びステップＳ８０の処理は省略してもよい。つまり、ノズル距離測定処理及びＺ軸オフセット量の決定は省略してもよい。この場合、三次元造形装置１００は、第２検出部１３０を備えていなくてもよい。なお、ステップＳ７０のノズル距離測定処理を省略した場合、制御部５００は、ステップＳ９０の積層処理を実行する前に、第１移動部４００を造形領域の外に移動させる。

【0069】

（Ｄ２）上記各実施形態において、図８に示した三次元造形処理のステップＳ４０からステップＳ６０までの処理、すなわち、平行度の測定に関わる処理を省略してもよい。この場合、制御部５００は、ステップＳ７０においてノズル６１と堆積面３２１との間の距離を測定する場合に、第１検出部１１０を、造形領域の内側に位置させ、ステップＳ９０において三次元造形物を造形する場合に、第１検出部１１０を、造形領域の外に位置させる。

【0070】

（Ｄ３）上記各実施形態において、図８に示したステップＳ１０及びステップＳ２０の処理は、実行しなくてもよい。この場合、堆積面３２１の測定位置は、ステージ３００の種類によらず、予め定められていてもよい。

【0071】

（Ｄ４）上記第１実施形態では、第１検出部１１０は、可動部４３１を駆動するための第３駆動部４３０によってＺ方向に移動される。これに対して、例えば、ベース部１１１に電動リニアアクチュエーターを設け、制御部５００がその電動リニアアクチュエーターを駆動することによって第１検出部１１０をＺ方向に移動させてもよい。この場合、加熱部６００に設けられた第３開口７３や押板１１７を省略することができる。また、この場合、第１検出部１１０として、高精度接触式デジタル変位センサーを用いることで、堆積面３２１の凹凸を平面方向に連続的に測定してもよい。

【0072】

（Ｄ５）上記各実施形態では、第１移動部４００は、造形部２００をＺ方向に移動させ、ステージ３００をＸ方向及びＹ方向に沿って移動させる。これに対して、第１移動部４００は、例えば、ステージ３００をＺ方向に移動させ、造形部２００をＸ方向及びＹ方向に沿って移動させてもよい。また、造形部２００を移動させずにステージ３００をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させてもよい。また、ステージ３００を移動させずに造形部２００をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させてもよい。

【0073】

（Ｄ６）上記各実施形態では、三次元造形装置１００は、２つの造形部２００を備えている。これに対して、三次元造形装置１００は、造形部２００を１つのみ備えていてもよいし、３つ以上備えていてもよい。

【0074】

（Ｄ７）上記各実施形態において、図９に示した三次元造形処理のステップＳ７１、ステップＳ７２、ステップＳ７４の処理の順番は入れ替わってもよい。この場合、ステップＳ７４の前に、ステップＳ７３が実行される。

【0075】

Ｅ．他の形態：
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0076】

（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、先端に形成されたノズル開口から造形材料を吐出するノズルを有する造形部と、前記造形材料が堆積される堆積面を有するステージと、接触子を有し、前記堆積面と接触することによって前記堆積面の平行度を測定するための第１検出部と、前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変更する第１移動部と、前記第１検出部の位置を変更する第２移動部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２移動部を制御して、前記平行度を測定する場合は、前記第１検出部を、前記ノズルと前記堆積面との間の造形領域の内側に位置させ、三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を、前記造形領域の外に位置させる。
このような形態によれば、造形の妨げになることなく低コストな接触式の第１検出部を用いてステージの平行度を測定できる。

【0077】

（２）上記形態の三次元造形装置において、前記三次元造形物の造形中に前記ノズル開口よりも上方に位置し、前記堆積面に堆積された前記造形材料を加熱するプレート状の加熱部を有し、前記制御部は、前記第２移動部を制御して、前記平行度を測定する場合、前記第１検出部を前記加熱部の下方に位置させ、前記三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を前記加熱部の周縁よりも外側に位置させてもよい。このような形態によれば、第１検出部と加熱部とが接触することを抑制できる。

【0078】

（３）上記形態の三次元造形装置において、前記第１移動部は、前記堆積面に垂直な第１方向に前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変更する駆動部を有し、前記第１検出部は、前記第１検出部が前記加熱部の下方に位置した状態において、前記駆動部によって駆動される可動部に接触する接触部を有し、前記平行度を測定する場合に、前記第１検出部は、前記第１移動部によって、前記第１方向に移動してもよい。このような形態によれば、第１検出部を移動させるための駆動部を別途設けることなく、第１検出部を移動させることができる。

【0079】

（４）上記形態の三次元造形装置において、前記三次元造形物の造形中に前記ノズル開口よりも上方に位置し、前記堆積面に堆積された前記造形材料を加熱するプレート状の加熱部を有し、前記制御部は、前記第２移動部を制御して、前記平行度を測定する場合は、前記第１検出部を前記加熱部の下方に位置させ、前記三次元造形物を造形する場合は、前記第１検出部を、前記加熱部の上方に位置させてもよい。このような形態によれば、第１検出部と加熱部とが接触することを抑制できる。

【0080】

（５）上記形態の三次元造形装置において、前記加熱部の形状は、前記堆積面に垂直な第１方向から見て、長方形であり、前記第１移動部は、前記第１方向から見て前記加熱部の少なくとも一部と前記ステージの少なくとも一部とが重なる範囲で、前記加熱部と前記ステージとの相対的な位置を変更し、前記加熱部を、前記第１方向から見て横４個、縦４個の計１６個の領域に均等に分割した場合の４つの角のうちの少なくとも２つの角に対応する領域に、それぞれ前記第１検出部が設けられてもよい。このような形態によれば、一の第１検出部で測定できない堆積面の位置を、他の第１検出部で測定できる。

【0081】

（６）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記堆積面の凹凸位置を表す凹凸情報を取得し、前記凹凸情報に応じて前記第１検出部による前記堆積面の測定位置を決定してもよい。このような形態によれば、堆積面の平行度を精度よく測定できる。

【0082】

（７）上記形態の三次元造形装置において、前記ステージと連動して移動する接触式の第２検出部を有し、前記第１検出部と前記第２検出部とは、前記第１検出部と前記第２検出部とが接触した場合に前記第１検出部及び前記第２検出部のうちの特定の一の検出部が接触を検出してもよい。このような形態によれば、接触の検出元がばらつくことがないので、第１検出部と第２検出部との間の距離を精度よく測定できる。

【0083】

（８）上記形態の三次元造形装置において、前記制御部は、前記第１移動部及び前記第２移動部を制御して、前記第１検出部と前記第２検出部とを接触させる第１処理と、前記第１検出部と前記堆積面とを接触させる第２処理と、前記第２検出部と前記ノズルとを接触させる第３処理と、を実行することにより、前記ノズルと前記堆積面との間の距離を測定してもよい。このような形態によれば、ノズルと堆積面との間の距離を精度よく測定できる。

【0084】

（９）上記形態の三次元造形装置において、前記堆積面の異なる位置に接触可能な複数の前記第１検出部が、ホルダーに固定されており、前記第２移動部は、前記ホルダーを移動させてもよい。このような形態によれば、複数の第１検出部によって堆積面の平行度を効率的に測定できる。

【0085】

本開示は、上述した三次元造形装置の態様に限らず、三次元造形物の製造方法や、平行度の測定方法など、種々の態様によって実現することが可能である。

【符号の説明】

【0086】

２０…材料供給部、２０ａ…第１材料供給部、２０ｂ…第２材料供給部、２２…供給路、３０…可塑化部、３０ａ…第１可塑化部、３０ｂ…第２可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…スクリュー、４２…スクリュー下面、４４…材料導入口、４５…溝部、４６…凸条部、４７…中央部、５０…バレル、５２…バレル上面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…可塑化ヒーター、６１…ノズル、６１ａ…第１ノズル、６１ｂ…第２ノズル、６２…ノズル開口、６２ａ…第１ノズル開口、６２ｂ…第２ノズル開口、６３…先端部、６３ａ…第１先端部、６３ｂ…第２先端部、６５…ノズル流路、７１…第１開口、７２…第２開口、７３…第３開口、１００，１００Ｃ…三次元造形装置、１１０…第１検出部、１１１…ベース部、１１２…支持部材、１１４…接触部、１１５…バネ、１１６…ガイドレール、１１７…押板、１１８…検出部支持機構、１１９…ホルダー、１３０…第２検出部、１４１…接触子、１４２…導電体、１４３…接点、１４４…ハウジング、１４５…バネ、１５０，１５０Ｃ…第２移動部、１５２…支柱、１５３…アーム、２００…造形部、２００ａ…第１造形部、２００ｂ…第２造形部、３００…ステージ、３２１…堆積面、３２２…溝、４００…第１移動部、４１０…第１駆動部、４２０…第２駆動部、４３０…第３駆動部、４３１…可動部、４４０…第４駆動部、５００…制御部、５０１…プロセッサー、５０２…記憶部、５１０…表示装置、６００…加熱部、７００…支持部、８００…ノズル移動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】