特開 2024-61366 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】P2024061366

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20240425BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240425BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240425BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240425BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20240425BHJP

   B29C 64/386 20170101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B33Y30/00

B33Y50/02

B29C64/118

B33Y50/00

B29C64/386

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169269

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】514129844

【氏名又は名称】ニッポー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧島 誠二

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AC02

4F213AP11

4F213AP12

4F213AR12

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL32

4F213WL73

4F213WL74

4F213WL85

4F213WL93

4F213WL95

(57)【要約】

【課題】造形テーブル上の複数の測定点の測定時間の短縮を図りつつ精度良い歪み補正を行う。
【解決手段】三次元造形装置は、ヘッドユニット、造形テーブル、造形テーブルの表面性状を測定する測定部、ヘッドユニット及び造形テーブルの少なくとも一方を駆動して相対的に移動させる駆動機構、これを制御する制御装置を備え、制御装置は、測定部により測定する、造形テーブルの測定領域の設定、測定点数の設定、及び測定ピッチの設定の少なくとも一つを実行し、測定領域の各測定点の位置を設定する設定部、設定された各測定点について測定値を取得する取得部、取得された測定値に基づき、造形テーブルの表面形状データを平滑化するための補正値を算出する算出部、算出された補正値を記憶する記憶部、算出された補正値を用い、ヘッドユニット及び造形テーブルの相対的な高さ位置を調整する高さ調整部を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

造形材料を供給するヘッドユニットと、
前記造形材料によって形成される造形物が載置される造形テーブルと、
前記造形テーブルの表面性状を測定可能な測定部と、
前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルの少なくとも一方を駆動して前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルを相対的に移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記測定部によって測定する、前記造形テーブルにおける測定領域の設定、測定点数の設定、及び測定ピッチの設定の少なくとも一つを実行し、前記測定領域における各測定点の位置を設定する設定部と、
前記設定された各測定点について測定値を取得する取得部と、
取得された前記測定値に基づいて、前記造形テーブルの表面形状データを平滑化するための補正値を算出する算出部と、
算出された前記補正値を記憶する記憶部と、
算出された前記補正値を用いて、前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルの相対的な高さ位置を調整する高さ調整部と、を有する
三次元造形装置。

【請求項2】

前記測定領域は、前記造形物を造形するために前記制御装置に入力された造形データに基づいて、前記造形物の前記造形テーブルに接する面で規定される造形領域を求め、求められた前記造形領域に基づいて設定される
請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項3】

前記測定領域は、ユーザーからの操作入力により前記制御装置に受け付けられた入力情報に基づき規定される領域情報を求め、求められた前記領域情報に基づいて設定される
請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項4】

前記測定部は、前記測定領域における前記測定点数及び前記測定ピッチの少なくとも一つの数値指定を、ユーザーからの操作入力に伴う入力情報の入力値に基づき行う
請求項１記載の三次元造形装置。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記取得部で取得された前記測定値と、前記取得部で以前に取得され前記記憶部に記憶された測定値とを比較して、前記算出部で前記補正値の算出に用いる測定値を決定する
請求項１記載の三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱溶解積層法（ＦＤＭ：Fused Deposition Modeling）により三次元造形物（以下、「造形物」と呼ぶ。）を作製する三次元造形装置では、造形テーブル上に溶融された樹脂材料を吐出して積層することで、造形物が作製される。この造形テーブルは完全な平坦ではなく、凹凸等の歪みがあるため、そのまま造形物を作製すると、造形物が歪んだり、造形テーブル上で剥がれ等が発生したりすることがある。

【0003】

これらの不具合を防止するため、例えばノズルと造形テーブルとの間隔を一定に保つように、ノズルのＺ方向位置を微調整して、材料層の厚さを一定に保ちながら、剥がれ、歪み等のない造形物を作製する三次元造形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１５５８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示された三次元造形装置のように、ノズルのＺ方向位置の高さ調整を行って造形テーブルの歪みを補正するためには、一般的に、例えばセンサによって予め造形テーブルの表面平坦度を検出し、検出結果をもとに造形時にノズルと造形テーブルの間隔が一定となるように補正することが行われる。すなわち、造形テーブル上の全体領域における複数の測定点を測定し、これに基づき造形テーブルの歪みの補正値を算出して、算出された補正値をノズルのＺ方向制御に反映させることが行われる。

【0006】

この場合、歪み補正を精密に行おうとすると、複数の測定点を造形テーブルの全体領域に渡って予め決められた測定ピッチで測定する必要があるが、造形テーブルの平坦度は、造形テーブルの温度による熱膨張や、作業者の操作による影響で、常に一定ではないため、精密な造形を行うためには、造形を行う毎に平坦度の測定が必要となる。このため、造形物の底面積が小さく、造形テーブルの全体領域を必要としない場合でも、造形毎に造形テーブルの全体領域の測定点を測定することになり、造形物の底面積が小さい場合は無駄に測定時間を費やしてしまったり、結果的に測定時間が膨大になってしまったりするという問題がある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、造形テーブル上の複数の測定点の測定時間の短縮を図ることができる三次元造形装置及び高さ調整方法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】

【0008】

本発明に係る三次元造形装置は、造形材料を吐出するヘッドユニットと、前記造形材料によって形成される造形物が載置される造形テーブルと、前記造形テーブルの表面性状を測定可能な測定部と、前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルの少なくとも一方を駆動して前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルを相対的に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記測定部によって測定する、前記造形テーブルにおける測定領域の設定、測定点数の設定、及び測定ピッチの設定の少なくとも一つを実行し、前記測定領域における各測定点の位置を設定する設定部と、前記設定された各測定点について測定値を取得する取得部と、取得された前記測定値に基づいて、前記造形テーブルの表面形状データを平滑化するための補正値を算出する算出部と、算出された前記補正値を記憶する記憶部と、算出された前記補正値を用いて、前記ヘッドユニット及び前記造形テーブルの相対的な高さ位置を調整する高さ調整部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、造形テーブル上の複数の測定点の測定時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る三次元造形装置の一部を概略的に示す斜視図である。

【図2】同三次元造形装置の一部を概略的に示す正面図である。

【図3】同三次元造形装置の制御装置の基本的構成を示すブロック図である。

【図4】同高さ調整方法を含む造形処理示すフローチャートである。

【図5】データ比較処理を示すフローチャートである。

【図6】測定領域設定処理を示すフローチャートである。

【図7】造形テーブル上の各領域を説明するための図である。

【図8】測定点設定処理を示すフローチャートである。

【図9】異物判定処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る三次元造形装置及び高さ調整方法を詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、以下の実施の形態においては、各構成要素の縮尺、寸法等が誇張されて示されている場合、及び一部の構成要素が省略されている場合がある。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る三次元造形装置の一部を概略的に示す斜視図である。図２は、三次元造形装置の一部を概略的に示す正面図である。図３は、三次元造形装置の制御装置の基本的構成を示すブロック図である。本実施形態の三次元造形装置として、図１及び図２に示す熱溶解積層法（ＦＤＭ）の３Ｄプリンタ１００を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、ＦＦＦ（Fused Filament Fabrication）、インクジェット等の他の積層造形方法を用いる３Ｄプリンタであっても良い。

【0013】

なお、３Ｄプリンタ１００は、造形材料、例えば溶融された樹脂材料を吐出して積層することで、造形物を作製するものであるが、基本的な構造については既知であるので、ここでは説明が必要な場合を除いて詳細な説明を割愛する。以下の説明において、「Ｘ軸方向（Ｘ方向）」は３Ｄプリンタ１００の正面に向かい合った場合の左右方向を意味し、「Ｙ軸方向（Ｙ方向）」はこの場合の奥行き方向を意味し、「Ｚ軸方向（Ｚ方向）」はＸ軸方向及びＹ軸方向と交差する上下方向（高さ方向、垂直方向）を意味する。

【0014】

図１及び図２に示すように、ＦＤＭ型の３Ｄプリンタ１００は、例えばヘッドユニット１と、造形テーブル２と、センサ部３と、駆動機構としての昇降機構４と、を備える。また、３Ｄプリンタ１００には、３Ｄプリンタ１００の全体を制御する制御装置１０が備えられている。

【0015】

ヘッドユニット１は、供給されたフィラメント樹脂等の樹脂材料を加熱して溶融させる熱溶解部（図示せず）を有し、溶融した樹脂材料（溶融樹脂）を吐出するノズルヘッド部１ａを備える。また、ヘッドユニット１は、ノズルヘッド部１ａに樹脂材料を送り込むと共に、溶融樹脂を吐出させるように押し出すエクストルーダ（図示せず）を備える。

【0016】

なお、ヘッドユニット１は、Ｚ軸方向に互いに干渉しない状態でずれて貫通するように設けられたＸ軸ガイドポール５ａ及びＹ軸ガイドポール５ｂを介して、スライダ、モータ等を備えるヘッドユニット駆動機構９（図３）によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に配置されている。

【0017】

ヘッドユニット１のＺ軸方向下方側には、溶融した樹脂材料を積層してなる造形物（図示せず）が形成される造形テーブル２が配置されている。造形テーブル２は、矩形平板状に形成され、昇降テーブル６の上方に配置されている。造形テーブル２は、昇降テーブル６の上方に、例えば三角形の各頂点位置に対応する前方１個所、後方２個所に配置されたバネ状の結合部材７を介して配置され、ねじ８によって昇降テーブル６に固定されている。本実施形態の造形テーブル２は、例えばその表面にシート材、フィルム材及びテープ材等が載置されている場合は、これらを含んだものを指す。

【0018】

昇降テーブル６の後方側のＸ方向両端には、それぞれガイドリング６ａ，６ｂが固定されている。このガイドリング６ａ，６ｂには、Ｚ方向に延びるＺ軸ガイドポール６ｃ，６ｄが挿通されている。Ｚ軸ガイドポール６ｃ，６ｄは、それぞれシャフトホルダ６ｅ，６ｆに支持されている。昇降テーブル６の後方側のＸ方向中央部は、昇降機構４に連結されている。昇降機構４は、昇降テーブル６に固定されたボールねじナット４ａと、このボールねじナット４ａに螺合するボールねじ４ｂと、ボールねじ４ｂの下端に結合されたカップリング（連結器）４ｃと、このカップリング４ｃを介してボールねじ４ｂを回転駆動するモータ（図示せず）と、ボールねじ４ｂの上端を回転自在に保持するシャフトホルダ４ｄと、を有する。

【0019】

このように構成された昇降機構４によって、造形テーブル２は昇降テーブル６と共にＺ軸方向に上下動自在に駆動される。なお、昇降機構４は、本実施形態では造形テーブル２をヘッドユニット１に対して上下動させる構成としているが、これに限定されるものではなく、造形テーブル２に対してヘッドユニット１を上下動させるものであっても良い。すなわち、昇降機構４は、ヘッドユニット１及び造形テーブル２を造形物の積層方向（上下方向）に相対的に移動させるように駆動することができる構成であれば良い。

【0020】

センサ部３は、例えばノズルヘッド部１ａの近傍のヘッドユニット１の下方側に設けられた接触検出型のプローブセンサからなり、造形テーブル２の表面性状（凹凸等）を測定可能に構成されている。センサ部３は、ヘッドユニット１と共にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に設けられている。なお、センサ部３は、プローブセンサに限定されるものではなく、レーザセンサ、マグネットセンサ、超音波センサ等、種々の構成のセンサを採用し得る。センサ部３は、具体的には、造形テーブル２上の複数のＸＹ座標の測定点におけるＺ座標を測定し得る。

【0021】

制御装置１０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＳＤ等の記憶媒体、及びＣＰＵ等の中央演算処理装置を備えるパーソナルコンピュータ等の情報処理装置からなり、ヘッドユニット１、センサ部３及び昇降機構４等の各動作を制御する。制御装置１０は、図３に示すように、入力部１１、測定領域設定部１２、測定点設定部１３、取得部１４、算出部１５、高さ調整部１６、及び記憶部１７を備える。

【0022】

入力部１１は、キーボード、タッチパネル等の入力デバイスを含みユーザーからの操作入力等を入力情報として受け付ける。測定領域設定部１２は、入力部１１から入力された測定領域設定情報、又は図示しないＣＡＤシステムから入力された造形データから測定領域ＳＡ（図８参照）を設定する。測定点設定部１３は、入力部１１から入力された測定点数、測定ピッチ等のデータ、測定領域設定部１２で設定された測定領域ＳＡ等に基づき測定すべき各測定点（ＸＹ座標値）を設定する。ヘッドユニット駆動機構９は、測定点設定部１３で設定された測定点にヘッドユニット１を移動させる。昇降機構４は、設定された各測定点で昇降テーブル６を駆動する。

【0023】

取得部１４は、昇降機構４の図示しないエンコーダから出力される造形テーブル２の高さ（Ｚ座標値）をセンサ部３が接触検知信号を出力したタイミングで、取得する。センサ部３、昇降機構４、ヘッドユニット駆動機構９、及び取得部１４で測定部が構成される。測定値は、例えば造形テーブル２の表面の凹凸を表す値を示している。算出部１５は、取得部１４によって取得された測定値に基づいて、例えば造形テーブル２の表面の凹凸を含む表面形状を表す高低マップデータを生成する。そして、この高低マップデータを平滑化するための補正値を算出する。

【0024】

高さ調整部１６は、算出部１５によって算出された補正値を用いて、ヘッドユニット１及び造形テーブル２の相対的な高さ位置を調整する高さ調整データを生成する。制御装置１０は、こうして生成された高さ調整データに基づいて、造形テーブル２の表面が平坦となるようにヘッドユニット１及び造形テーブル２の間隔を調整し、造形を行う。なお、記憶部１７は測定値等を読み書き可能に記憶する記憶媒体からなる。

【0025】

次に、このように構成された３Ｄプリンタ１００において行われる高さ調整方法について説明する。
図４は、３Ｄプリンタ１００における高さ調整方法を含む造形処理示すフローチャートである。図５は、データ比較処理を示すフローチャートである。図６は、測定領域設定処理を示すフローチャートである。図７は、造形テーブル上の各領域を説明するための図である。図８は、測定点設定処理を示すフローチャートである。図９は、異物判定処理を示すフローチャートである。

【0026】

図４に示すように、制御装置１０は、例えば入力部１１からの操作入力に伴う入力情報等に基づいて、造形物の造形（印刷）がスタートされたか否かを判断する（ステップＳ１０）。造形がスタートされたと判断した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）は、データ比較処理（ステップＳ１１）が行われる。

【0027】

データ比較処理は、例えば過去データ（以前の測定値）を利用する場合にのみ実行される処理であり、上述したＮ点よりも少ない任意のＳ点を簡易的に測定し、測定値が過去（以前）のものと同じであればＮ点全てが同じと見做して、測定時間の短縮を図る処理である。

【0028】

すなわち、データ比較処理においては、図５に示すように、まず、処理が有効であるか否かが判断され（ステップＳ３０）、有効であると判断した場合（ステップＳ３０のＹＥＳ）は、記憶部１７に保存された過去データの有無が判断される（ステップＳ３１）。

【0029】

過去データがあると判断した場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）は、過去データであるＮ点の測定点のうち、Ｎ点よりも少ない任意のＳ点の測定点のＺ座標値を簡易的に測定する（ステップＳ３２）。そして、取得部１４を介して得られた測定値と、過去データの測定値とを比較し（ステップＳ３３）、測定値が同じであるか否かを判断する（ステップＳ３４）。

【0030】

測定値が同じであると判断した場合（ステップＳ３４のＹＥＳ）は、以降の測定を止めて過去の測定値を利用するため、図４の後述するステップＳ２０へ移行する。なお、測定値が同じではないと判断した場合（ステップＳ３４のＮＯ）は、データ比較処理を終了して、図４の測定領域設定処理（ステップＳ１２）に移行する。上記ステップＳ３０にて処理が有効ではないと判断した場合（ステップＳ３０のＮＯ）、及び上記ステップＳ３１にて過去データがないと判断した場合（ステップＳ３１のＮＯ）も、測定領域設定処理（ステップＳ１２）に移行する。

【0031】

測定領域設定処理は、測定領域設定部１２によって、造形テーブル２上の測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）を手動又は自動で設定する処理である。すなわち、測定領域設定処理においては、図６に示すように、まず、処理が有効であるか否かが判断され（ステップＳ４０）、有効であると判断した場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）は、上述したような入力情報等に基づいて、手動設定であるか否かが判断される（ステップＳ４１）。

【0032】

手動設定であると判断した場合（ステップＳ４１のＹＥＳ）は、入力部１１により入力された入力情報の入力値（数値等）を読み込む（ステップＳ４２）。ここでの入力値としては、例えば、図７に示すように、造形テーブル２上の任意の指定点Ｐ１，Ｐ２のＸＹ座標値、又は指定点Ｐ１のＸＹ座標値及びこの指定点Ｐ１からのＸＹ方向の各長さ等が挙げられる。

【0033】

入力値を読み込んだら、演算により測定領域ＳＡの座標が決定されて（ステップＳ４３）、測定領域設定処理を終了し、図４の測定点設定処理（ステップＳ１３）に移行する。なお、上記ステップＳ４０にて処理が有効ではないと判断した場合（ステップＳ４０のＮＯ）も、測定点設定処理（ステップＳ１３）に移行する。

【0034】

手動設定ではないと判断した場合（ステップＳ４１のＮＯ）は、造形データを読み込む（ステップＳ４４）と共に、造形物の造形テーブル２に接する面で規定される造形領域ＭＡ、例えば造形物の一層目の造形領域ＭＡ（図７参照）を算出し（ステップＳ４５）、演算により自動測定領域ＡＳＡ（図７参照）の座標が決定されて（ステップＳ４３）、測定点設定処理（ステップＳ１３）に移行する。

【0035】

この測定領域設定処理で設定される測定領域ＳＡ又は自動測定領域ＡＳＡは、図７に示すように、その範囲が、造形テーブル２の全体領域ＡＡより狭く、且つ造形物の一層目の造形領域ＭＡより広く設定される。このように、測定領域ＳＡ又は自動測定領域ＡＳＡは、一層目の造形領域ＭＡを全体的にカバーしながら、全体領域ＡＡよりも狭く設定されるので、次処理の測定点設定処理（ステップＳ１３）で任意の数の測定点を設定することで、測定点数は変えずに測定領域ＳＡ又は自動測定領域ＡＳＡ内を細かく測定したり、測定点数を少なくして測定時間を短縮したりすることが可能となる。

【0036】

測定点設定処理は、測定点設定部１３によって、設定された測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）内の測定点の位置（ＸＹ座標）を設定する処理である。すなわち、測定点設定処理においては、図８に示すように、まず、処理が有効であるか否かが判断され（ステップＳ５０）、有効であると判断した場合（ステップＳ５０のＹＥＳ）は、入力部１１により入力された入力情報の入力値を読み込む（ステップＳ５１）。

【0037】

ここでの入力値としては、例えば、測定領域ＳＡ（又は測定領域ＡＳＡ）のＸ軸方向及びＹ軸方向の測定点数（ポイント数）又は測定ピッチ（Pitch）の値（ｍｍ）が挙げられる。入力値を読み込んだら、入力値がポイント数であるか否かが判断され（ステップＳ５２）、入力値がポイント数であると判断した場合（ステップＳ５２のＹＥＳ）は、演算により測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）のエリア（範囲）から測定ピッチを算出し（ステップＳ５３）、測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）内を何点測定するかの総数（ポイント総数：Ｎ点）を算出する（ステップＳ５４）。

【0038】

そして、算出されたポイント総数（Ｎ点）の各測定点のＸＹ座標を算出し（ステップＳ５５）、測定点設定処理を終了して、図４の原点検出処理（ステップＳ１４）に移行する。なお、上記ステップＳ５２において入力値がポイント数ではないと判断した場合（ステップＳ５２のＮＯ）は、上記ステップＳ５３をスキップして上記ステップＳ５４に移行し、ポイント総数が直接算出されて以降の処理が行われる。

【0039】

図４に戻り、上述したように測定領域設定処理及び測定点設定処理を経て測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）内の測定点が決定されたら、原点検出処理を実行する（ステップＳ１４）。この原点検出処理では、例えば、図２に示す、造形テーブル２の正面から向かって左側の手前位置がＸ軸及びＹ軸の原点（Ｘ軸及びＹ軸の基準点）となり、造形テーブル２のＸ軸方向及びＹ軸方向の中心のＺ座標値がＺ軸の原点（Ｚ軸の基準点）となる。これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点は、記憶部１７に記憶しておいても良い。

【0040】

次に、Ｎ点測定処理を実行する（ステップＳ１５）。Ｎ点測定処理では、測定領域設定処理（ステップＳ１２）で設定された造形テーブル２の測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）内における測定点設定処理（ステップＳ１３）で設定されたＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ予め設定された複数の測定点（Ｎ点：Ｎは正の整数）の、各ＸＹ座標におけるＺ軸の基準点（Z-home）を基準とした場合のＺ方向の高さを測定する。例えば、ヘッドユニット１をヘッドユニット駆動機構９で駆動してヘッドユニット１を各測定点（ＸＹ座標）に移動させ、昇降機構４でヘッドユニット１を造形テーブル２に対して降下させ、センサ部３が造形テーブル２に接触したタイミングで、昇降機構４の図示しないエンコーダ出力（Ｚ座標値）を取得部１４で取得する。

【0041】

このＮ点測定処理では、例えば、Ｘ軸方向に８点、Ｙ軸方向に８点の測定点が設定されている場合、６４点（Ｎ＝８×８＝６４）の測定点におけるＸＹ座標のＺ方向高さが測定される。そして、測定した各測定点の測定値を記憶部１７に記憶する（ステップＳ１６）。

【0042】

なお、上記ステップＳ１０にて造形がスタートされていないと判断した場合（ステップＳ１０のＮＯ）は、初期設定処理（ステップＳ２３）が行われる。ここで、初期設定処理は、例えば、測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）の初期値及び測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）内の測定点（の測定点数）の初期値を記憶部１７から読み出して設定する処理である。

【0043】

上記ステップＳ１６にて測定値を記憶したら、異物判定処理（ステップＳ１７）が行われる。異物判定処理は、造形テーブル２の表面の異常（異物残り、シート材貼着ミス等）を判定する処理であり、造形物の造形前に造形テーブル２上の不具合を見つけ出すことを目的としている。

【0044】

すなわち、異物判定処理においては、図９に示すように、まず、処理が有効であるか否かが判断され（ステップＳ６０）、有効であると判断した場合（ステップＳ６０のＹＥＳ）は、上述したような入力情報等に基づく入力値（数値等）を読み込む（ステップＳ６１）。ここでの入力値としては、測定値（Ｘｍｎ，Ｙｍｎ，Ｚｍｎ）に対するしきい値（ＴＨｘ（＝Ｘｍｎ±α），ＴＨｙ（＝Ｙｍｎ±β），ＴＨｚ（＝Ｚｍｎ±γ））等が挙げられる。

【0045】

入力値（しきい値）を読み込んだら、測定値と比較して（ステップＳ６２）、入力値（しきい値）よりも大きい値があるか否かが判断される（ステップＳ６３）。入力値（しきい値）よりも大きい値がないと判断した場合（ステップＳ６３のＮＯ）は、造形テーブル２上に不具合がないとして異物判定処理を終了し、図４の補正値算出処理（ステップＳ１８）に移行する。

【0046】

一方、入力値（しきい値）よりも大きい値があると判断した場合（ステップＳ６３のＹＥＳ）は、エラー処理（ステップＳ６４）に移行する。なお、このエラー処理では、制御装置１０が、例えば図示しない報知手段（表示手段、音声出力手段を含む）によって、所定の警報（例えば、造形テーブル２の点検を促す文言等）をユーザーに向けて表示出力又は音声出力すること等が挙げられる。なお、エラー処理の後は、再度異物判定処理を行っても良いし、Ｎ点測定処理（ステップＳ１５）等の任意の処理に移行しても良いし、図のフローチャートによる高さ調整方法を終了するようにしても良い。

【0047】

図４に戻り、次に算出部１５によって、補正値算出処理を実行する（ステップＳ１８）。補正値算出処理においては、まず、各測定点（Ｎ点）のＺ方向高さの測定値（Ｘｍｎ，Ｙｍｎ，Ｚｍｎ）に基づき、例えば予め定められている各測定点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の設計値（又は初期値）（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）からの変位量（ΔＸｎ，ΔＹｎ，ΔＺｎ）を基に、造形テーブル２の測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）の高低マップデータを算出する。そして、算出された高低マップデータの高低を平坦（Z-home＝０と同じ）にするために、逆位相の高低マップデータを補正値として算出する。

【0048】

補正値を算出したら、補正値を記憶部１７等に保存する（ステップＳ１９）。次に、ヘッドユニット１を造形テーブル２の上記原点位置へ移動させる（ステップＳ２０）。そして、制御装置１０は、実際の造形物の造形（印刷）を一層目から開始する（ステップＳ２１）。

【0049】

なお、造形中においては、制御措置１０は、高さ調整部１６を介して、補正値を反映させて平坦となるように生成された高低マップデータに基づき、例えば昇降機構４を制御し、造形テーブル２の高さ位置を調整して歪みを吸収して平坦となるようにヘッドユニット１から溶融樹脂を吐出する。これにより、積層される溶融樹脂の表面の高さ方向の歪みの発生を抑制し、造形物の局所的な剥がれや歪み等を効果的に防止することができる。

【0050】

なお、造形テーブル２の歪み吸収は、造形テーブル２の高さ位置を調整することに止まらず、ヘッドユニット１をＺ方向に移動自在な構成としてこれの高さ調整を行ったり、ヘッドユニット１のノズルヘッド部１ａから吐出される溶融樹脂の吐出量、吐出高さ、温度等を制御して造形層の厚さを変えて高さ調整を行ったりしても良い。

【0051】

このように、本実施形態の高さ調整方法によれば、造形テーブル２の全体領域ＡＡよりも狭く造形領域ＭＡよりも広い測定領域ＳＡ（又は自動測定領域ＡＳＡ）を設定し、設定された領域内において任意の数の測定点を測定して、造形テーブル２の歪み補正を行うことができる。

【0052】

このため、造形テーブル２の全体領域ＡＡ内の複数の測定点を測定する場合と比較して、造形テーブル２上の複数の測定点の測定時間の短縮を図りつつも、造形テーブル２の歪み補正を精度良く行うことが可能となる。そして、制御装置１０は、造形開始後に、例えば、所定の層数分の溶融樹脂が吐出され造形物が形成されたか否かを判断すること等によって、造形が終了するまで待って（ステップＳ２２のＮＯ）、終了したら（ステップＳ２２のＹＥＳ）、本フローチャートによる一連の高さ調整方法を含む造形処理を終了する。

【0053】

なお、上記初期設定処理（ステップＳ２３）の後は、原点検出処理（ステップＳ２４）、Ｎ点測定処理（ステップＳ２５）、測定値の記憶（ステップＳ２６）、異物判定処理（ステップＳ２７）、補正値算出処理（ステップＳ２８－１）、補正値の保存（ステップＳ２８－２）、及び原点位置への移動（ステップＳ２９）の各工程が行われ、本フローチャートを終了する。これら各工程は、上述したステップＳ１４～Ｓ２０の内容と重複するため、ここでは説明を省略する。

【0054】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、上記実施形態では、測定領域設定（図４：ステップＳ１２）と、測定点設定（図４：ステップＳ１３）における測定点数又は測定ピッチの設定の両方を実行したが、いずれか一方のみを実行しても良い。測定領域設定のみを実行する場合には、測定点は予め決められた測定点のうち、設定された測定領域内の測定点のみを測定する。また、測定点数又は測定ピッチの設定のみを実行する場合には、予め設定された測定領域を使用し、測定点数又は測定ピッチのみを設定された値に変更すれば良い。何れの場合でも、造形テーブル上の複数の測定点の測定時間の短縮を図ることができるという効果を奏する。また、測定領域を設定する場合には、造形テーブル上の複数の測定点の測定時間の短縮を図りつつ精度良い歪み補正を行うことができるという効果を奏する。

【0055】

このように、本発明は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0056】

なお、本実施の形態で説明した高さ調整方法は、予め用意された高さ調整プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ ヘッドユニット
２ 造形テーブル
３ センサ部
４ 昇降機構
１０ 制御装置
１１ 入力部
１２ 測定領域設定部
１３ 測定点設定部
１４ 取得部
１５ 算出部
１６ 高さ調整部
１７ 記憶部
１００ ３Ｄプリンタ（三次元造形装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】