特開 2024-3356 三次元造形用ステージ、および、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】P2024003356

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】三次元造形用ステージ、および、三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/245 20170101AFI20240105BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240105BHJP

   B29C 64/295 20170101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

B29C64/245

B33Y30/00

B29C64/295

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102438

(22)【出願日】2022-06-27

(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】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】鮫島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】橋本 大毅

(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

4F213AP11

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL73

(57)【要約】

【課題】ヒーターの平面度が造形ステージの平面度に影響することによって造形精度に影響を与える可能性を低くできる三次元造形用ステージを提供する。
【解決手段】三次元造形用ステージは、開口を有し、平面度を調整した基準面を有する載置部と、開口を覆うように基準面の上に載置され、造形層が積層される造形面を有する造形ステージと、造形ステージの下方に配置され、造形ステージを加熱する加熱部と、開口を介して、加熱部を造形ステージに押し付ける押し付け部と、造形ステージを基準面に相対的に押さえる押さえ部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口を有し、平面度を調整した基準面を有する載置部と、
前記開口を覆うように前記基準面の上に載置され、造形層が積層される造形面を有する造形ステージと、
前記造形ステージの下方に配置され、前記造形ステージを加熱する加熱部と、
前記開口を介して、前記加熱部を前記造形ステージに押し付ける押し付け部と、
前記造形ステージを前記基準面に相対的に押さえる押さえ部と、を備える、
三次元造形用ステージ。

【請求項2】

請求項１に記載の三次元造形用ステージであって、
前記造形ステージの側面は、下方側の端部が上方側の端部よりも前記造形面から水平方向に離れるように傾斜した、第１傾斜面を有し、
前記押さえ部は、前記第１傾斜面に対向する第２傾斜面を有する、
三次元造形用ステージ。

【請求項3】

請求項２に記載の三次元造形用ステージであって、
前記造形面と前記第１傾斜面の成す角度は、前記造形ステージの内部側において９５°以上１３５°以下である、
三次元造形用ステージ。

【請求項4】

請求項２に記載の三次元造形用ステージであって、
前記造形ステージを前記押さえ部に向かって付勢する付勢部を備える、
三次元造形用ステージ。

【請求項5】

請求項１に記載の三次元造形用ステージであって、
前記押さえ部は、前記造形面に沿った方向の前記造形ステージの位置を調整する位置調整機構を有する、
三次元造形用ステージ。

【請求項6】

請求項１に記載の三次元造形用ステージであって、
前記加熱部は、
前記造形面に垂直な方向から見て、ラバーヒーターを有さない第１領域と、
前記造形面に垂直な方向から見て、前記第１領域を取り囲み、前記ラバーヒーターを有する第２領域と、を有する、
三次元造形用ステージ。

【請求項7】

請求項１に記載の三次元造形用ステージであって、
前記基準面と前記加熱部は互いに離間し、
前記造形ステージは、
前記基準面と接する部分であって、取っ手が形成された第１部分と、
前記基準面と接する部分であって、前記取っ手が形成されていない第２部分と、を有し、
前記第１部分と前記基準面との接触面積は、前記第２部分と前記基準面との接触面積より小さい、
三次元造形用ステージ。

【請求項8】

請求項１に記載の三次元造形用ステージであって、
前記造形面には、予め定められた間隔を空けて複数の溝が形成されている、
三次元造形用ステージ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の三次元造形用ステージと、
造形材料を前記造形面に吐出するノズルと、を備える、
三次元造形装置。

【請求項10】

請求項９に記載の三次元造形装置であって、
センサーを有し、
前記センサーは、前記載置部の側面に沿う方向に前記三次元造形用ステージに対して相対的に移動しつつ、前記センサーと前記造形ステージとの距離を複数点測定する、
三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形用ステージ、および、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、造形ステージを加熱する複数の面状ヒーターが造形ステージに設けられた造形装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４６９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヒーターの上に造形ステージを載置する場合、ヒーターの平面度が造形ステージの平面度に影響することがあり、造形精度に影響を与える可能性があった。

【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、三次元造形用ステージが提供される。この三次元造形用ステージは、開口を有し、平面度を調整した基準面を有する載置部と、前記開口を覆うように前記基準面の上に載置され、造形層が積層される造形面を有する造形ステージと、前記造形ステージの下方に配置され、前記造形ステージを加熱する加熱部と、前記開口を介して、前記加熱部を前記造形ステージに押し付ける押し付け部と、前記造形ステージを前記基準面に相対的に押さえる押さえ部と、を備える。

【0006】

本開示の第２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、前記三次元造形用ステージと、造形材料を前記造形面に吐出するノズルと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】フラットスクリューの概略構成を示す斜視図である。

【図3】バレルの概略平面図である。

【図4】三次元造形用ステージの斜視図である。

【図5】三次元造形用ステージの上面図である。

【図6】図５に示した、Ｙ方向に垂直な断面であるＶＩ－ＶＩ断面の断面図である。

【図7】加熱部の分解斜視図である。

【図8】第２押さえ部およびその近傍の斜視図である。

【図9】付勢部およびその近傍の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、三次元造形装置１０の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を表す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な方向である。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を指し示している。向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「＋」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「－」として、方向表記に正負の符号を併用する。以下では、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」ともいう。

【0009】

三次元造形装置１０は、造形部１００と、三次元造形用ステージ２００と、位置変更部３００と、センサー４００と、制御部５００と、を備える。

【0010】

制御部５００は、三次元造形装置１０全体の動作を制御する制御装置である。制御部５００は、１つ、または、複数のプロセッサーと、メモリーと、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は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する機能等、種々の機能を発揮する。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。

【0011】

造形部１００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三次元造形用ステージ２００上に吐出する。造形部１００は、材料供給部２０と、可塑化部３０と、吐出部６０と、を備える。

【0012】

材料供給部２０は、造形材料を生成するための材料を可塑化部３０に供給する。材料供給部２０は、例えば、ホッパーによって構成される。材料供給部２０には、ペレット状や粉末状の材料が収容されている。材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの熱可塑性樹脂が用いられる。材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と可塑化部３０を接続する連通路２１が設けられている。材料供給部２０は、連通路２１を介して、可塑化部３０に材料を供給する。

【0013】

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、吐出部６０へと導く。ここで、「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。可塑化部３０は、フラットスクリュー４０と、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、バレル５０と、を備える。

【0014】

フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。フラットスクリュー４０の上面側は、駆動モーター３２に連結されている。フラットスクリュー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。フラットスクリュー４０の回転軸ＲＸの軸線方向は、Ｚ方向に沿う方向である。フラットスクリュー４０の回転速度は、制御部５００が駆動モーター３２の回転速度を制御することによって制御される。なお、フラットスクリュー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。フラットスクリュー４０は、ローター、あるいは、スクリューとも呼ばれる。

【0015】

バレル５０は、フラットスクリュー４０の－Ｚ方向側に設置されている。バレル５０の上面であるバレル上面５１は、フラットスクリュー４０の下面であるフラットスクリュー下面４１に対向している。バレル５０の中心には、吐出部６０の流路６２に連通する連通孔５２が形成されている。バレル５０の内部には、可塑化ヒーター５３が設けられている。可塑化ヒーター５３の温度は、制御部５００によって制御される。

【0016】

図２は、フラットスクリュー４０の概略構成を示す斜視図である。フラットスクリュー４０は、回転軸ＲＸに沿った方向における長さが回転軸ＲＸに垂直な方向における長さよりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー下面４１には、中央部４２を中心に、渦状の溝部４３が形成されている。溝部４３は、フラットスクリュー４０の側面に形成された材料投入口４４に連通している。材料供給部２０から供給される材料は、材料投入口４４を通じて溝部４３に供給される。溝部４３は、凸条部４５によって隔てられることにより形成されている。図２には、溝部４３が３本形成されている例を示しているが、溝部４３の数は、１本でもよいし、２本以上であってもよい。なお、溝部４３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４２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３は、バレル５０の概略平面図である。バレル上面５１における連通孔５２の回りには、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５２に接続され、連通孔５２からバレル上面５１の外周に向かって渦状に延びている。なお、案内溝５４の一端は連通孔５２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。

【0018】

フラットスクリュー４０の溝部４３に供給された材料は、フラットスクリュー４０の回転と可塑化ヒーター５３の加熱によって、溝部４３内において可塑化されながら、溝部４３に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０の中央部４２へ導かれる。中央部４２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５２を介して吐出部６０に供給される。なお、可塑化部３０では、造形材料を構成する全ての種類の物質が可塑化していなくてもよい。造形材料は、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可塑化することによって、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。

【0019】

図１に示す吐出部６０は、造形材料を吐出する。吐出部６０は、ノズル６１と、流路６２と、流量調整部６３と、吸引部６４と、を備える。

【0020】

ノズル６１は、流路６２を通じて、バレル５０の連通孔５２に接続されている。ノズル６１は、可塑化部３０において生成された造形材料を、ノズル６１の先端の吐出口６５から三次元造形用ステージ２００に向かって吐出する。ノズル６１の周囲には、三次元造形用ステージ２００上に吐出された造形材料の温度低下を抑制するヒーターが配置されてもよい。

【0021】

流量調整部６３は、流路６２内で回転することにより流路６２の開度を変化させる。流量調整部６３は、バタフライバルブによって構成されている。流量調整部６３は、制御部５００の制御下において、第１駆動部６６によって駆動される。第１駆動部６６は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。制御部５００は、第１駆動部６６を用いて、バタフライバルブの回転角度を制御することによって、可塑化部３０からノズル６１に流れる造形材料の流量、つまり、ノズル６１から吐出される造形材料の流量を調整する。流量調整部６３は、造形材料の流量を調整するとともに、造形材料の流出のオン／オフを制御する。

【0022】

吸引部６４は、流路６２において流量調整部６３と吐出口６５の間に接続されている。吸引部６４は、ノズル６１からの造形材料の吐出停止時に、流路６２内の造形材料を一時的に吸引することによって、造形材料が吐出口６５から糸を引くように垂れる尾引き現象を抑制する。吸引部６４は、プランジャーにより構成されている。吸引部６４は、制御部５００の制御下において、第２駆動部６７によって駆動される。第２駆動部６７は、例えば、ステッピングモーターや、ステッピングモーターの回転力をプランジャーの並進運動に変換するラックアンドピニオン機構等によって構成される。

【0023】

制御部５００は、ノズル６１からの造形材料の吐出を停止させる場合は、まず、流量調整部６３を制御して造形材料の流出をオフにし、その後、吸引部６４を制御して造形材料を吸引する。ノズル６１からの造形材料の吐出を再開させる場合は、吸引部６４によって吸引した造形材料を、吸引部６４を制御して送出した後に、流量調整部６３を制御して造形材料の流出をオンにする。

【0024】

三次元造形用ステージ２００は、ノズル６１の吐出口６５に対向する位置に配置されている。三次元造形装置１０は、吐出部６０から三次元造形用ステージ２００の造形面１２１に向けて造形材料を吐出させて造形層を積層することによって三次元造形物を造形する。三次元造形用ステージ２００の詳細については後述する。

【0025】

位置変更部３００は、ノズル６１と三次元造形用ステージ２００との相対的な位置を変更する。位置変更部３００は、ノズル６１に対して三次元造形用ステージ２００を移動させる。三次元造形用ステージ２００に対するノズル６１の相対的な位置の変化を、単に、ノズル６１の移動とも呼ぶ。位置変更部３００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージをＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。各モーターは、制御部５００の制御下にて駆動する。なお、位置変更部３００は、三次元造形用ステージ２００を移動させる構成ではなく、三次元造形用ステージ２００を移動させずにノズル６１を移動させる構成であってもよい。また、位置変更部３００は、三次元造形用ステージ２００とノズル６１の両方を移動させる構成であってもよい。

【0026】

以下では、三次元造形用ステージ２００について説明する。図４は、三次元造形用ステージ２００の斜視図である。図５は、三次元造形用ステージ２００の上面図である。図６は、図５に示した、Ｙ方向に垂直な断面であるＶＩ－ＶＩ断面の断面図である。三次元造形用ステージ２００は、載置部１１０と、造形ステージ１２０と、加熱部１３０と、押し付け部１４０と、押さえ部１５０と、付勢部１６０と、を備える。

【0027】

図５に示すように、載置部１１０は、開口１１１と、凸部１１２と、基準面１１３と、を備える。載置部１１０の形状は、Ｚ方向から見て枠状である。開口１１１は、載置部１１０の枠の内部である。凸部１１２は、載置部１１０において、その周辺よりも上面のＺ方向の高さが高い部分である。基準面１１３は、凸部１１２の上面である。図５では、基準面１１３を分かりやすく示すため、基準面１１３にハッチングが施されている。基準面１１３は、その平面度が小さくなるように、Ｚ方向の高さが調整されている。基準面１１３の平面度は、例えば、１００μｍ以下であることが好ましい。

【0028】

図６に示すように、載置部１１０および加熱部１３０の下方には、支持部１７０が設けられている。載置部１１０は、その上面がＸ方向およびＹ方向に平行となるように、支持部１７０の上面に固定された柱１７１の上に固定されている。柱１７１は、例えばインバー等の、加熱によって変形しにくい素材から形成されている。

【0029】

造形ステージ１２０は、開口１１１を覆うように基準面１１３の上に載置されている。図５に示すように、造形ステージ１２０は、基準面１１３の一部と接している。図４に示すように、造形ステージ１２０は、造形面１２１と、第１部分１２２と、第２部分１２３と、を有する。

【0030】

造形面１２１は、ノズル６１から吐出された造形材料が積層される面である。造形面１２１には、予め定められた間隔を空けて複数の溝１２４が形成されている。本実施形態では、溝１２４は、Ｙ方向に沿った方向に形成されている。なお、造形ステージ１２０には、溝１２４が形成されていなくてもよい。

【0031】

第１部分１２２は、造形ステージ１２０が基準面１１３と接する部分であって、取っ手が形成された部分である。第１部分１２２は、造形ステージ１２０の＋Ｘ方向側の端部と、－Ｘ方向側の端部に設けられている。第２部分１２３は、造形ステージ１２０が基準面１１３と接する部分であって、取っ手が形成されていない部分である。第２部分１２３は、造形ステージ１２０の＋Ｙ方向側の端部と、－Ｙ方向側の端部に設けられている。図５に示すように、載置部１１０の＋Ｘ方向側の端部および－Ｘ方向側の端部における基準面１１３の面積は、載置部１１０の＋Ｙ方向側の端部および－Ｙ方向側の端部における基準面１１３の面積より小さい。そのため、第１部分１２２と基準面１１３との接触面積は、第２部分１２３と基準面１１３との接触面積より小さい。

【0032】

図７は、加熱部１３０の分解斜視図である。加熱部１３０は、第１アルミ板１３１と、ラバーヒーター１３２と、第２アルミ板１３３と、を備える。第１アルミ板１３１および第２アルミ板１３３の形状は、板状である。本実施形態では、ラバーヒーター１３２の形状は、中央に四角い穴が設けられた板状である。加熱部１３０は、第１領域１３４と、第２領域１３５を有する。第１領域１３４は、造形面１２１に垂直な方向、すなわちＺ方向から見て、ラバーヒーター１３２を有さない領域である。第２領域１３５は、造形面１２１に垂直な方向、すなわちＺ方向から見て、第１領域１３４を取り囲み、ラバーヒーター１３２を有する領域である。第１アルミ板１３１と、ラバーヒーター１３２と、第２アルミ板１３３は、－Ｚ方向から＋Ｚ方向に、第２アルミ板１３３、ラバーヒーター１３２、第１アルミ板１３１の順に重ねられている。

【0033】

加熱部１３０は、造形ステージ１２０を加熱する。図６に示すように、加熱部１３０は、造形ステージ１２０の下方に配置されており、載置部１１０と接触しないように、載置部１１０の開口１１１に設けられている。加熱部１３０と基準面１１３は、互いに離間している。加熱部１３０の下方には、加熱部１３０の熱が下方に伝わることを抑制するための断熱材１３６と、断熱材１３６を支持する断熱材受け１３７が設けられている。

【0034】

押し付け部１４０は、加熱部１３０の下方に設けられている。押し付け部１４０は、開口１１１を介して、加熱部１３０を造形ステージ１２０に下方から押し付ける。押し付け部１４０は、位置決めネジ１４１と、支柱１４２と、スペーサー１４３と、バネ１４４と、を備える。位置決めネジ１４１は、第１アルミ板１３１に固定されている。支柱１４２は、第２アルミ板１３３の下方に設けられている。支柱１４２は、その上面に設けられたねじ穴に位置決めネジ１４１がねじ込まれることによって加熱部１３０に固定される。支柱１４２は、その一部が支持部１７０に設けられた穴１７２の内部に位置している。スペーサー１４３は、支柱１４２と支持部１７０の隙間を埋めるように、支持部１７０の穴１７２に設けられている。バネ１４４は、支柱１４２の外周のうち、第２アルミ板１３３とスペーサー１４３の間に設けられている。加熱部１３０は、バネ１４４の弾性力によって上方向に付勢され、造形ステージ１２０に下方から押し付けられる。なお、押し付け部１４０は、一つではなく、加熱部１３０の下方に複数設けられていてもよい。

【0035】

図４に示す押さえ部１５０は、造形ステージ１２０を基準面１１３に相対的に押さえる。押さえ部１５０は、第１押さえ部１５１と、第２押さえ部１５２と、を備える。第１押さえ部１５１は、載置部１１０の－Ｘ方向側の端部に設けられている。第２押さえ部１５２は、載置部１１０の＋Ｙ方向側の端部に設けられている。第１押さえ部１５１および第２押さえ部１５２は、偏芯ピン１５３から構成されている。各偏芯ピン１５３は、ピン回転軸ＡＸを有する。ピン回転軸ＡＸの軸線方向は、Ｚ軸に沿う方向である。ピン回転軸ＡＸは、偏芯ピン１５３の中心からずれた位置に設けられている。偏芯ピン１５３は、ピン回転軸ＡＸを回転軸として回転可能に設けられている。

【0036】

図８は、第２押さえ部１５２およびその近傍の斜視図である。造形ステージ１２０の側面は、下方側の端部が上方側の端部よりも造形面１２１から水平方向に離れるように傾斜した、第１傾斜面１２６を有する。造形面１２１と第１傾斜面１２６の成す角度Ｄは、造形ステージ１２０の内部側において９５°以上１３５°以下であることが好ましい。押さえ部１５０は、造形ステージ１２０の第１傾斜面１２６に対向する第２傾斜面１５６を有する。押さえ部１５０の第２傾斜面１５６が造形ステージ１２０の第１傾斜面１２６に接触することで、造形ステージ１２０が基準面１１３に相対的に押さえられる。

【0037】

押さえ部１５０は、造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置を調整する位置調整機構１５７を有する。造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置は、ユーザーが偏芯ピン１５３をピン回転軸ＡＸ回りに回転させることによって調整される。ピン回転軸ＡＸは偏芯ピン１５３の中心からずれた位置に設けられているため、偏芯ピン１５３がピン回転軸ＡＸ回りに回転されることにより、ピン回転軸ＡＸと、第２傾斜面１５６の第１傾斜面１２６と接触する部分との距離が変化する。よって、偏芯ピン１５３がピン回転軸ＡＸ回りに回転されることにより、造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置が変化する。造形ステージ１２０の－Ｘ方向側の端部の位置は、ユーザーが第１押さえ部１５１の偏芯ピン１５３をピン回転軸ＡＸ回りに回転させることによって調整される。造形ステージ１２０の＋Ｙ方向側の端部の位置は、ユーザーが第２押さえ部１５２の偏芯ピン１５３をピン回転軸ＡＸ回りに回転させることによって調整される。押さえ部１５０は、造形ステージ１２０の溝１２４の方向と、載置部１１０のＸ方向に沿う側面との成す角度が、９０°に近い角度となるように、造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置を調整する。

【0038】

図９は、付勢部１６０およびその近傍の斜視図である。付勢部１６０は、造形ステージ１２０を押さえ部１５０に向かって付勢する。付勢部１６０は、三次元造形用ステージ２００の＋Ｘ方向側の端部に設けられている。造形ステージ１２０の＋Ｘ方向側の側面には、第１傾斜面１２６ａが設けられている。造形面１２１と第１傾斜面１２６ａの成す角度は、造形ステージ１２０の内部側において９５°以上１３５°以下であることが好ましい。付勢部１６０は、第１傾斜面１２６ａに対向する第３傾斜面１６１を有する。付勢部１６０は、第３傾斜面１６１を第１傾斜面１２６ａに接触させることで、造形ステージ１２０を押さえ部１５０に向かって付勢する。なお、三次元造形用ステージ２００は、付勢部１６０を備えていなくてもよい。

【0039】

図１に示すセンサー４００は、載置部１１０の側面に沿う方向に三次元造形用ステージ２００に対して相対的に移動しつつ、センサー４００と造形ステージ１２０との距離を複数点測定する。センサー４００は、例えば、レーザー変位計である。本実施形態では、センサー４００は、載置部１１０の側面に沿う方向に移動可能に設けられている。本実施形態では、センサー４００は、Ｘ方向に沿う方向またはＹ方向に沿う方向に移動可能に設けられている。センサー４００は、三次元造形装置１０が三次元造形物を造形する前に、制御部５００の制御下において載置部１１０の側面に沿う方向に移動しつつ、センサー４００から造形ステージ１２０の側面までの距離を測定する。センサー４００がＸ方向に沿う方向に移動する場合、センサー４００は、センサー４００から造形ステージ１２０のＸ方向に沿う側面までの距離を測定する。センサー４００がＹ方向に沿う方向に移動する場合、センサー４００は、センサー４００から造形ステージ１２０のＹ方向に沿う側面までの距離を測定する。センサー４００が載置部１１０の一つの側面に沿う方向に移動しつつ造形ステージ１２０の側面までの距離を測定する際に、造形ステージ１２０の側面までの距離が予め定められた閾値を超えて変化した場合、制御部５００は、制御部５００に接続された表示部５１０に警告文を表示する。

【0040】

以上で説明した第１実施形態における三次元造形装置１０によれば、造形ステージ１２０は、平面度が調整された基準面１１３の上に載置され、押し付け部１４０によって下方から加熱部１３０が押し付けられ、押さえ部１５０によって基準面１１３に相対的に押さえられている。造形ステージ１２０は、加熱部１３０の上に載置されていないため、加熱部１３０の平面度が造形ステージ１２０の平面度に及ぼす影響を小さくすることができ、結果として、加熱部１３０の平面度が造形精度に影響を及ぼす可能性を低くできる。

【0041】

また、造形ステージ１２０の第１部分１２２は、取っ手が形成されているため、取っ手からの放熱によって、第２部分１２３よりも温度が下がりやすい。本実施形態では、第１部分１２２と基準面１１３との接触面積は、第２部分１２３と基準面１１３との接触面積より小さいため、第１部分１２２から載置部１１０に移動する熱量を、第２部分１２３から載置部１１０に移動する熱量より少なくできる。そのため、造形ステージ１２０の温度分布をより均一にできる。

【0042】

また、本実施形態では、加熱部１３０は、造形面１２１に垂直な方向から見て、ラバーヒーター１３２を有さない第１領域１３４を有するため、加熱部１３０の中心部の温度を下げることができる。これにより、加熱部１３０の中心部の温度が高くなることを抑制でき、造形ステージ１２０の温度分布をより均一にできる。

【0043】

また、本実施形態では、造形ステージ１２０の側面は、第１傾斜面１２６を有し、造形面１２１と第１傾斜面１２６の成す角度Ｄは、造形ステージ１２０の内部側において９５°以上１３５°以下であることが好ましい。そのため、造形面１２１と第１傾斜面１２６の成す角度Ｄが造形ステージ１２０の内部側において１３５°より大きい場合と比べて、造形ステージ１２０が加熱部１３０によって加熱された場合に、造形ステージ１２０が押さえ部１５０に食い込み、造形ステージ１２０と押さえ部１５０が分離できなくなることを抑制できる。

【0044】

また、本実施形態では、押さえ部１５０は、造形ステージ１２０の第１傾斜面１２６に対向する第２傾斜面１５６を有するため、造形ステージ１２０が＋Ｚ方向に浮き上がることを抑制できる。

【0045】

また、本実施形態では、押さえ部１５０が位置調整機構１５７を有するため、造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置をユーザーが調整できる。さらに、本実施形態では、三次元造形装置１０は、載置部１１０の側面に沿う方向に移動しつつ、センサー４００と造形ステージ１２０との距離を測定するセンサー４００を備え、センサー４００が載置部１１０の一つの側面に沿う方向に移動しつつ造形ステージ１２０の側面までの距離を測定する際に、造形ステージ１２０の側面までの距離が予め定められた閾値を超えて変化した場合、制御部５００が表示部５１０に警告文を表示する。そのため、ユーザーは、載置部１１０の側面と造形ステージ１２０の側面が平行でないこと、すなわち、造形ステージ１２０の溝１２４の方向と、載置部１１０のＸ方向に沿う側面との成す角度が９０°付近でないことを知ることができる。また、センサー４００によって測定された造形ステージ１２０の側面までの距離に基づいて、ユーザーが押さえ部１５０を調整することにより、造形ステージ１２０の溝１２４の方向と、載置部１１０のＸ方向に沿う側面との成す角度が、９０°に近い角度となるように、造形面１２１に沿った方向の造形ステージ１２０の位置を調整できる。この結果、溝１２４に対して造形材料を精度良く配置できる。

【0046】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ－１）上記実施形態において、センサー４００は載置部１１０の側面に沿う方向に移動可能に設けられている。これに対して、センサー４００の位置が固定され、三次元造形用ステージ２００が載置部１１０の側面に沿う方向に移動可能に設けられていてもよい。

【0047】

（Ｂ－２）上記実施形態において、造形ステージ１２０の側面は第１傾斜面１２６を有さなくてもよく、押さえ部１５０は第２傾斜面１５６を有さなくてもよい。

【0048】

（Ｂ－３）上記実施形態において、押さえ部１５０は、位置調整機構１５７を有さなくてもよい。

【0049】

（Ｂ－４）上記実施形態において、加熱部１３０は、第１領域１３４および第２領域１３５を有さなくてもよい。

【0050】

（Ｂ－５）上記実施形態において、造形ステージ１２０は、第１部分１２２と基準面１１３との接触面積が、第２部分１２３と基準面１１３との接触面積より小さくなくてもよい。

【0051】

（Ｂ－６）上記実施形態において、三次元造形装置１０は、造形部１００と、位置変更部３００と、センサー４００と、制御部５００の一部または全部を備えていなくてもよい。

【0052】

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述した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形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示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。

【0053】

（１）本開示の一形態によれば、三次元造形用ステージが提供される。この三次元造形用ステージは、開口を有し、平面度を調整した基準面を有する載置部と、前記開口を覆うように前記基準面の上に載置され、造形層が積層される造形面を有する造形ステージと、前記造形ステージの下方に配置され、前記造形ステージを加熱する加熱部と、前記開口を介して、前記加熱部を前記造形ステージに押し付ける押し付け部と、前記造形ステージを前記基準面に相対的に押さえる押さえ部と、を備える。このような形態によれば、造形ステージが加熱部の上に載置されていないため、加熱部の平面度が造形ステージの平面度に及ぼす影響を小さくすることができる。したがって、加熱部の平面度が造形精度に影響を及ぼす可能性を低くできる。

【0054】

（２）上記形態において、前記造形ステージの側面は、下方側の端部が上方側の端部よりも前記造形面から水平方向に離れるように傾斜した、第１傾斜面を有し、前記押さえ部は、前記第１傾斜面に対向する第２傾斜面を有してもよい。このような形態によれば、造形ステージが＋Ｚ方向に浮き上がることを抑制できる。

【0055】

（３）上記形態において、前記造形面と前記第１傾斜面の成す角度は、造形ステージの内部側において９５°以上１３５°以下であってもよい。このような形態によれば、造形ステージが加熱部によって加熱された場合に、造形ステージが押さえ部に食い込み、造形ステージと押さえ部が分離できなくなることを抑制できる。

【0056】

（４）上記形態において、前記造形ステージを前記押さえ部に向かって付勢する付勢部を備えてもよい。このような形態によれば、造形ステージが基準面の上で移動することを抑制できる。

【0057】

（５）上記形態において、前記押さえ部は、前記造形面に沿った方向の前記造形ステージの位置を調整する位置調整機構を有してもよい。このような形態によれば、造形面に沿った方向の造形ステージの位置をユーザーが調整できる。

【0058】

（６）上記形態において、前記加熱部は、前記造形面に垂直な方向から見て、ラバーヒーターを有さない第１領域と、前記造形面に垂直な方向から見て、前記第１領域を取り囲み、前記ラバーヒーターを有する第２領域と、を有してもよい。このような形態によれば、造形ステージの温度分布をより均一にできる。

【0059】

（７）上記形態において、前記基準面と前記加熱部は互いに離間し、前記造形ステージは、前記基準面と接する部分であって、取っ手が形成された第１部分と、前記基準面と接する部分であって、取っ手が形成されていない第２部分と、を有し、前記第１部分と前記基準面との接触面積は、前記第２部分と前記基準面との接触面積より小さくてもよい。このような形態によれば、第１部分から載置部に移動する熱量を、第２部分から載置部に移動する熱量より少なくできる。そのため、造形ステージの温度分布をより均一にできる。

【0060】

（８）上記形態において、前記造形面には、予め定められた間隔を空けて複数の溝が形成されていてもよい。このような形態によれば、溝に造形材料が注入されるため、造形面に吐出された造形材料を造形面上で固定しやすくできる。

【0061】

（９）本開示の第２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、前記三次元造形用ステージと、造形材料を前記造形面に吐出するノズルと、を備える。

【0062】

（１０）上記形態において、センサーを有し、前記センサーは、前記載置部の側面に沿う方向に前記三次元造形用ステージに対して相対的に移動しつつ、前記センサーと前記造形ステージとの距離を複数点測定してもよい。このような形態によれば、センサーによって測定された距離に基づいて、載置部の側面と造形ステージの側面が平行になるように、造形ステージの位置をユーザーが調整できる。

【符号の説明】

【0063】

１０…三次元造形装置、２０…材料供給部、２１…連通路、３０…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４１…フラットスクリュー下面、４２…中央部、４３…溝部、４４…材料投入口、４５…凸条部、５０…バレル、５１…バレル上面、５２…連通孔、５３…可塑化ヒーター、５４…案内溝、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…流路、６３…流量調整部、６４…吸引部、６５…吐出口、６６…第１駆動部、６７…第２駆動部、１００…造形部、１１０…載置部、１１１…開口、１１２…凸部、１１３…基準面、１２０…造形ステージ、１２１…造形面、１２２…第１部分、１２３…第２部分、１２４…溝、１２６…第１傾斜面、１３０…加熱部、１３１…第１アルミ板、１３２…ラバーヒーター、１３３…第２アルミ板、１３４…第１領域、１３５…第２領域、１３６…断熱材、１３７…断熱材受け、１４０…押し付け部、１４１…ネジ、１４２…支柱、１４３…スペーサー、１４４…バネ、１５０…押さえ部、１５１…第１押さえ部、１５２…第２押さえ部、１５３…偏芯ピン、１５６…第２傾斜面、１５７…位置調整機構、１６０…付勢部、１６１…第３傾斜面、１７０…支持部、１７１…柱、１７２…穴、２００…三次元造形用ステージ、３００…位置変更部、４００…センサー、５００…制御部、５１０…表示部、ＡＸ…ピン回転軸、ＲＸ…フラットスクリューの回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】