特許 7135778 液体吐出システム

(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】

(24)【登録日】2022-09-05

(45)【発行日】2022-09-13

(54)【発明の名称】液体吐出システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20220906BHJP

   B29C 64/205 20170101ALI20220906BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20220906BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20220906BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B29C64/205

B33Y30/00

B33Y50/02

B41J2/01 301

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018220287

(22)【出願日】2018-11-26

(65)【公開番号】P2020082516

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】角田 陽一

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６４７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８７５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１００８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００

Ｂ４１Ｊ ２／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動部の駆動によって造形物を造形する造形部における、前記駆動部の時系列に沿った駆動状態の推移を示す駆動信号と、前記造形物の造形環境の検知結果の時系列に沿った推移を示す検知信号と、を含む計測信号を前記造形部から受付ける受付部と、
前記計測信号に含まれる前記駆動信号および前記検知信号における収集タイミングに応じた位置に、該収集タイミングの時刻を示す時刻情報を付加する付加部と、
を備え、
前記造形環境は、温度、湿度、振動、加速度のうち１つ以上が含まれる液体吐出システム。

【請求項2】

受付けた前記計測信号について、前記駆動部の駆動開始を検出するごとに、前記駆動開始を検出してから次の前記収集タイミングまでの期間の前記計測信号を取得する取得部を備え、
前記付加部は、取得した前記計測信号に前記時刻情報を付加する、請求項１に記載の液体吐出システム。

【請求項3】

前記付加部は、
前記造形部を造形制御する造形部制御部と同期した時刻に応じた前記時刻情報を前記計測信号に付加する、
請求項１または請求項２に記載の液体吐出システム。

【請求項4】

前記付加部は、ハードウェアによって構成されてなる、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の液体吐出システム。

【請求項5】

前記時刻情報を付加された前記計測信号を分析する分析部、
を備える請求項１～請求項４の何れか１項に記載の液体吐出システム。

【請求項6】

前記分析部の分析結果を出力する出力制御部を備える、
請求項５に記載の液体吐出システム。

【請求項7】

前記時刻情報を付加された前記計測信号と、前記駆動部の駆動時の設定値と、を用いて、前記駆動部の駆動をシミュレーションするシミュレーション実行部を備える、
請求項１～請求項６の何れか１項に記載の液体吐出システム。

【請求項8】

前記造形環境は、温度、湿度、振動、加速度の複数が含まれる請求項１～７に記載の液体吐出システム。

【請求項9】

前記受付部は、前記検知信号として、
造形物の温度、カートリッジの湿度、ノズルまたはキャリッジまたはビルドプレートの振動、キャリッジの加速度、複数種類を受け付ける請求項１～８に記載の液体吐出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

造形物を造形する造形装置では、造形装置を駆動する各種駆動部のパラメータの調整が必要である。このため、造形装置に設けられた各種センサの検知結果を収集して解析し、パラメータの調整と造形を繰りかえすことで、最適なパラメータを特定する処理が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、センサデータを機器から収集し、故障判定に利用する物理量を算出する装置が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、造形装置などの造形部では、造形部に設けられた複数のモーター等の駆動部を連動して同期させて駆動する必要がある。このため、各駆動部は、駆動指示を示す信号をバッファに保持した後に他の駆動部と同期させて該駆動指示に応じた駆動を行う場合がある。このため、駆動指示を示す信号が造形部に出力されるタイミングと該駆動指示に応じた駆動によって変化する造形部内の環境の変化のタイミングとにずれが生じ、駆動部の動作に連動したセンサの検知結果を得ることは困難であった。従って、従来技術では、造形部の駆動状態に連動した検知信号を提供することが困難であることが、課題となる。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形部の駆動状態に連動した検知信号を提供する事を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、液体吐出システムは、駆動部の駆動によって造形物を造形する造形部における、前記駆動部の時系列に沿った駆動状態の推移を示す駆動信号と、前記造形物の造形環境の検知結果の時系列に沿った推移を示す検知信号と、を含む計測信号を前記造形部から受付ける受付部と、前記計測信号に含まれる前記駆動信号および前記検知信号における収集タイミングに応じた位置に、該収集タイミングの時刻を示す時刻情報を付加する付加部と、を備え、前記造形環境は、温度、湿度、振動、加速度のうち１つ以上が含まれる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、造形部の駆動状態に連動した検知信号を提供することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施の形態に係る造形システムの一例を示す模式図である。

【図2】図２は、造形部の構成の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、キャリッジの構成の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、モーターの駆動信号の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、駆動開始の検出の一例を示す模式図である。

【図6】図６は、駆動開始の検出の一例を示す模式図である。

【図7】図７は、駆動指示信号に応じたモーターの駆動の一例を示す説明図である。

【図8】図８は、情報処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、ハードウェア構成図の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出システムの実施の形態を詳細に説明する。

【0010】

液体吐出システムは、液体を吐出することで、二次元または三次元の造形物を形成するシステムである。二次元の造形物は、例えば、画像である。三次元の造形物は、三次元の物体である。本実施の形態では、造形物が、三次元の造形物である場合を一例として説明する。このため、本実施の形態では、液体吐出システムを、造形システムに適用した形態を、一例として説明する。

【0011】

なお、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換および変更を行うことができる。

【0012】

図１は、本実施の形態に係る造形システム１の一例を示す模式図である。造形システム１は、液体吐出システムの一例である。

【0013】

造形システム１は、情報処理装置１０と、造形装置１２と、サーバ１４と、を備える。情報処理装置１０、造形装置１２、およびサーバ１４は、通信可能に接続されている。

【0014】

情報処理装置１０は、造形装置１２へ造形データなどの各種データを送信する装置である。情報処理装置１０には、３ＤＰ（三次元デジタルプリンタ）ソフトウェア１０Ａが予めインストールされている。３ＤＰソフトウェア１０Ａは、造形装置１２に対して造形データなどの各種データの送信などを実行するためのプログラムである。

【0015】

例えば、ユーザＵは、３ＤＰソフトウェア１０Ａを介して、造形データ、造形パラメータ、設定値、等の各種情報の入力を行う。

【0016】

造形データは、後述する造形部２０が造形物を造形するために用いるデータである。後述する造形部２０は、造形データを用いて駆動部４０などを制御することで、該造形データに応じた造形物を造形する。

【0017】

造形パラメータは、駆動部４０が造形データを用いて駆動部４０を制御するときの、駆動部４０の駆動時のパラメータを示す情報である。

【0018】

設定値は、後述するサーバ１４でシミュレーションを実行する時に用いるパラメータである。

【0019】

ユーザＵは、キーボードなどの入力機能を操作することで、これらの造形データ、造形パラメータ、および設定値を入力する。情報処理装置１０の３ＤＰソフトウェア１０Ａは、造形データ、造形パラメータ、および設定値を受付ける。そして、３ＤＰソフトウェア１０Ａは、造形データおよび造形パラメータを、造形装置１２へ出力する。

【0020】

造形装置１２は、造形データに基づいて造形物を造形する。また、本実施の形態では、造形装置１２は、造形物の造形時の計測信号に時刻情報を付加する。

【0021】

詳細には、造形装置１２は、コントローラ１６と、造形制御部１８と、造形部２０と、収集部２２と、を備える。

【0022】

コントローラ１６は、情報処理装置１０、造形制御部１８、収集部２２、およびサーバ１４と通信する。コントローラ１６は、情報処理装置１０から受付けた造形データおよび造形パラメータを、造形制御部１８へ出力する。また、コントローラ１６は、収集部２２から受付けた、時刻情報を付加された計測信号をサーバ１４へ出力する。

【0023】

造形制御部１８は、コントローラ１６から受付けた造形データおよび造形パラメータを用いて、造形パラメータに応じた調整値で造形部２０に設けられた駆動部４０を駆動し、且つ、造形データによって示される造形物を造形するように、造形部２０を制御する。

【0024】

具体的には、造形制御部１８は、造形データおよび造形パラメータに応じて、造形部２０に設けられた１または複数の駆動部４０の各々に、駆動部４０を駆動するための駆動指示信号を出力する。本実施の形態では、造形部２０には、複数の駆動部４０が設けられているものとする。

【0025】

造形部２０は、造形データに応じた造形物を造形する装置である。造形部２０は、３Ｄプリンタと称される場合もある。造形部２０は、三次元の造形物を造形する装置であればよく、その造形方法は限定されない。例えば、造形部２０は、熱溶解積層法、光造形方式、粉末焼結方式、インクジェット方式、プロジェクション方式、インクジェット粉末積層方式の何れであってもよい。

【0026】

本実施の形態では、造形部２０が、フィラメントを溶融して吐出し、吐出した溶融フィラメントを積層させることで造形物を造形する、熱溶解積層法を用いた造形部２０である形態を、一例として説明する。

【0027】

造形部２０には、複数の駆動部４０と、１または複数のセンサ４２と、が設けられている。

【0028】

図２は、造形部２０の構成の一例を示す模式図である。造形部２０は、駆動部４０と、センサ４２と、を備える。

【0029】

駆動部４０は、造形部２０に設けられた各種の機構を駆動させるための機械的な駆動機構である。駆動部４０は、造形制御部１８の制御対象外の制御対象外駆動部４４と、造形制御部１８の制御対象の制御対象駆動部４６と、に分類される。

【0030】

制御対象外駆動部４４は、例えば、キャリッジ５０、チャンパ５１、フィラメント搬送経路５２、カバー５３、アクチュエーター５４、パージボックス５５、およびカートリッジ５６などを含む。チャンパ５１は、照明５１Ａ、ドア５１Ｂ、チャンパ５１Ｃ、ビルドプレート５１Ｄ、および回転カム５１Ｅなどを含む。

【0031】

制御対象駆動部４６は、ファン６０、ソレノイド６１、温調機６２、レーザ駆動部６３、モーター６４、エア６５、冷却部６６、レーザー発振器６７、ＬＥＤ６８、およびヒーター６９などを含む。

【0032】

図３は、キャリッジ５０の構成の一例を示す模式図である。キャリッジ５０は、複数のノズルユニット７３を備える。ノズルユニット７３は、フィラメント搬送経路５２と、ノズルユニット７３と、断熱材７１と、ヒーター６９と、ノズル７０と、を備える。

【0033】

フィラメント搬送経路５２は、フィラメントＦを搬送する搬送経路である。フィラメントＦは、造形物を構成する材料となる造形材、または造形物のサポート材などで構成される。冷却部６６は、フィラメントＦを冷却する。断熱材７１は、熱を遮断する。ヒーター６９は、フィラメントＦに熱を加える。

【0034】

固定ブロック７４は、フィラメントＦを固定する。固定ブロック７４には、ノズルユニット７３ごとに、エクストルーダ７２、モーター６４Ａ、モーター６４Ｂ、およびロータリーエンコーダ４２Ｂが設けられている。

【0035】

エクストルーダ７２は、フィラメント搬送経路５２へ供給されたフィラメントＦを挟持すると共に、モーター６４Ａの駆動によってノズル７０へ向かって送り出す。モーター６４Ａは、モーター６４の一例である。モーター６４Ａの駆動量や駆動タイミングが制御されることで、フィラメントＦを５２へ送り込む送り込み量や押出し速度などが制御される。

【0036】

フィラメント搬送経路５２のノズル７０に向かって送り込まれたフィラメントＦは、ヒーター６９によって加熱されることで溶融され、ノズル７０から吐出される。また、モーター６４Ａは、造形データに基づいて制御されることで、ノズル７０から造形物の１層分のフィラメントＦの溶融液が吐出されるごとに、フィラメントＦの液だれを防止するためにエクストルーダ７２を反対方向に回転させる。このため、フィラメントＦは、造形物の１層分のフィラメントＦの溶融液が吐出されるごとに、ノズル７０から離れる方向に引き戻され、また、次の層の造形時にノズル７０に向かって送り込まれたフィラメントＦがヒーター６９で溶融されてノズル７０から吐出される。

【0037】

モーター６４Ｂは、モーター６４の一例である。モーター６４Ｂは、アクチュエーター５４を介してノズルユニット７３を指示する。モーター６４Ｂは、ノズルユニット７３を造形対象の造形物の厚み方向（矢印Ｚ方向）に上下駆動させる。造形物の厚み方向（矢印Ｚ方向）は、鉛直方向に一致する場合を一例として説明する。造形物の厚み方向は、造形物を構成する溶融したフィラメントＦによる各層の積層方向に一致する。また、キャリッジ５０には、キャリッジ５０を、上記厚み方向（矢印Ｚ方向）に直交する平面に沿った方向（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向）に移動させるモーター６４が設けられている。モーター６４の駆動によって、キャリッジ５０は、例えば、矢印Ｙ方向に移動する。

【0038】

図２に戻り説明を続ける。センサ４２は、造形部２０の造形環境を検知する。センサ４２は、例えば、リニアエンコーダ４２Ａ、ロータリーエンコーダ４２Ｂ、温度センサ４２Ｃ、温度センサ４２Ｄ、湿度センサ４２Ｅ、振動センサ４２Ｆ、加速度センサ４２Ｇ、マイク４２Ｈ、カメラ４２Ｉ、スキャナ４２Ｊ、変位センサ４２Ｋ、ロードセル４２Ｌ、スイッチ４２Ｍ、フォトインタラプタ４２Ｎ、圧力センサ４２Ｏ、および照度センサ４２Ｐなどである。

【0039】

リニアエンコーダ４２Ａおよびロータリーエンコーダ４２Ｂは、複数のモーター６４の各々の駆動を検知する。温度センサ４２Ｃは、接触式の温度センサであり、造形物またはノズル７０などの各所の温度、および、造形物の表面温度などを検知する。温度センサ４２Ｄは、接触式の温度センサであり、造形物またはノズル７０などの各所の温度、および、造形物の表面温度などを検知する。

【0040】

湿度センサ４２Ｅは、造形部２０の環境湿度、カートリッジ５６の湿度、フィラメントＦの乾燥状態などを検知する。振動センサ４２Ｆは、ノズル７０またはキャリッジ５０の振動、および、ビルドプレート５１Ｄの振動を検知する。

【0041】

加速度センサ４２Ｇは、キャリッジ５０の加速度を検知する。カメラ４２Ｉおよびスキャナ４２Ｊは、造形物の反りなどの形状を示す画像を取得することで、該形状を検知する。マイク４２Ｈは、造形物の造形中の動作音、造形環境の状態、などを検知する。変位センサ４２Ｋは、レーザ光によるメカ変位量や、キャリッジ５０の位置ずれなどを検知する。ロードセル４２Ｌは、ノズル７０に対する接触圧力を検知する。スイッチ４２Ｍは、造形部２０に設けられたスイッチの状態を検知する。フォトインタラプタ４２Ｎは、駆動部４０の各位置を検知する。圧力センサ４２Ｏは、ファン６０やエア６５の風量を検知する。照度センサ４２Ｐは、造形部２０内の照度を検知する。

【0042】

図１に戻り説明を続ける。上述したように、造形制御部１８は、造形データおよび造形パラメータに応じて、造形部２０に設けられた複数の駆動部４０の各々に、駆動部４０を駆動するための駆動指示信号を出力する。造形部２０に設けられた複数の駆動部４０は、各々、受付けた駆動指示信号に応じて他の駆動部４０とタイミングを併せて連動して駆動する。この処理により、造形部２０は、造形データに応じた造形物を造形する。なお、コントローラ１６と造形制御部１８とを一体的に構成してもよい。

【0043】

収集部２２は、造形部２０から計測信号を受付ける。計測信号の詳細は後述する。そして、計測信号に時刻情報を付加し、コントローラ１６を介してサーバ１４へ出力する。

【0044】

収集部２２は、造形装置１２に設けられているコントローラ１６、造形制御部１８、および造形部２０とは別の装置として構成されていてもよい。この場合、収集部２２は、造形装置１２における収集部２２以外の構成部分に対して、取り外し可能に構成されていることが好ましい。なお、造形装置１２に収集部２２を接続していない構成であっても、造形部２０は、造形物の造形が可能であるものとする。

【0045】

また、収集部２２は、ハードウェアで構成することが好ましい。例えば、収集部２２は、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡなどのハードウェアで構成することが好ましい。収集部２２をハードウェアで構成することで、収集部２２をソフトウェアで構成する形態に比べて、造形システム１の負荷状態によらず、高速で処理を実行することができる。また、造形部２０に設けられた駆動部４０の駆動が高速であっても、収集部２２の処理を遅れることなく実行することができる。また、造形装置１２を、収集部２２を備えた構成にすることによる、造形部２０の造形処理に対して与える影響を抑制することができる。

【0046】

収集部２２は、受付部２２Ａと、取得部２２Ｂと、付加部２２Ｃと、を備える。

【0047】

受付部２２Ａは、計測信号を造形部２０から受付ける。計測信号は、駆動信号と、検知信号と、を含む。

【0048】

駆動信号は、駆動部４０の駆動によって造形物を造形する造形部２０における、駆動部４０の時系列に沿った駆動状態の推移を示す信号である。例えば、駆動信号は、モーター６４の駆動量、フィラメントＦの溶融層を複数積層して造形物を造形する時の、層の切替、ファン６０およびエア６５の動作状態、レーザー発振器６７の駆動、などの制御対象駆動部４６の各々の駆動状態の推移を示す信号である。

【0049】

駆動信号は、例えば、駆動部４０の駆動を示すパルス信号によって表される。図４は、モーター６４の駆動信号の一例を示す模式図である。モーター６４は、上述したように、駆動部４０の一例である。例えば、モーター６４が、パルス信号に同期して動作するステッピングモーターである場合を想定する。この場合、モーター６４の駆動信号は、連続パルス信号を含む信号となる。例えば、モーターパルス信号９０は、モーター６４の停止中はＬｏｗ電位（以下、Ｌｏｗと称する）を示し、モーター６４の駆動中は連続パルスまたは単発パルスからなるパルス信号を示す。造形部２０に設けられたモーター６４などの複数の制御対象駆動部４６（図２参照）は、各々、駆動状態を示す信号として、駆動信号を収集部２２へ出力する。

【0050】

なお、モーター６４は、ステッピングモーターに限定されず、他のモータであってもよい。この場合、例えば、モーター６４は、モーターの回転位置を示すエンコーダ信号（位置検出信号）を、駆動信号として出力すればよい。

【0051】

図１に戻り説明を続ける。検知信号は、造形物の造形環境の検知結果の時系列に沿った推移を示す信号である。

【0052】

造形物の造形環境は、１または複数のセンサ４２によって検知される（図２参照）。本実施の形態では、図２に示すように、造形部２０は複数のセンサ４２を備える。このため、検知信号は、複数のセンサ４２の各々による、検知結果の時系列に沿った推移を示す信号である。本実施の形態では、センサ４２は、時系列に沿って各々が担当する造形環境（例えば、温度、湿度、振動、加速度など）を検知し、時系列に沿った検知結果の推移を示す検知信号を、収集部２２へ順次出力する。

【0053】

例えば、造形部２０に設けられた複数のセンサ４２の各々から検知信号が出力されることで、収集部２２は、複数のモーター６４の各々の駆動、造形物またはノズル７０などの各所の温度、造形物の表面温度、造形部２０の環境湿度、カートリッジ５６の湿度、フィラメントＦの乾燥状態、ノズル７０またはキャリッジ５０の振動、ビルドプレート５１Ｄの振動、キャリッジ５０の加速度、造形物の反りなどの形状を示す画像、造形中の動作音、メカ変位量、キャリッジ５０の位置ずれ、ノズル７０に対する接触圧力、スイッチの状態、駆動部４０の位置、ファン６０やエア６５の風量、および、造形部２０内の照度、などを示す、複数種類の検知信号を受付ける。

【0054】

なお、検知信号は、例えば、各タイミングの検知結果を示す値の時系列群（例えば、波形など）によって表される。なお、センサ４２は、収集部２２および造形制御部１８の双方へ、検知信号を出力してもよい。

【0055】

取得部２２Ｂは、収集タイミングごとに、計測信号の取得を繰返す。詳細には、取得部２２Ｂは、受付部２２Ａで受付けた計測信号について、予め定めた収集タイミングごとに、前回の収集タイミングから今回の収集タイミングまでの期間の計測信号を取得する。

【0056】

なお、取得部２２Ｂは、受付部２２Ａで受付けた計測信号について、何れかの駆動部４０の駆動開始を検出するごとに、駆動開始を検出してから次の収集タイミングまでの期間の前記計測信号を取得してもよい。この場合、取得部２２Ｂは、受付部２２Ａで受付けた計測信号の全てではなく、一部の期間の計測信号を抽出して取得することができる。このため、この場合、取得部２２Ｂは、処理対象のデータ量の削減と、分析に必要な箇所のデータ量の増加と、を図ることができる。

【0057】

取得部２２Ｂは、受付部２２Ａで受付けた計測信号について、以下の方法で駆動部４０の駆動開始を検出すればよい。

【0058】

図４に示すように、例えば、計測信号に、モーター６４から出力されたモーターパルス信号９０が駆動信号として含まれていたと想定する。この場合、取得部２２Ｂは、パルス信号によって示されるモーターパルス信号９０における、連続パルスの最初のタイミングｔ１を、モーター６４の駆動開始として検出すればよい。詳細には、取得部２２Ｂは、モーターパルス信号９０の連続パルスの最初の単独パルスにおける、ＬｏｗからＨｉｇｈへの立ち上がりエッジのタイミングｔ１を、モーター６４の駆動開始として検出すればよい。

【0059】

図５および図６は、駆動開始の検出の他の例の一例を示す模式図である。

【0060】

図５に示すように、例えば、計測信号に、モーター６４Ａから出力されたＥ軸パルス信号９２と、モーター６４Ｂから出力された回転方向を示すＥ軸方向信号９４と、が駆動信号として含まれていたと想定する。Ｅ軸は、造形物の造形方向（厚み方向、図３中、矢印Ｚ方向）に対して直交する方向（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向）である。

【0061】

Ｅ軸パルス信号９２の連続パルスの期間は、モーター６４Ａが駆動中であることを示し、連続パルス以外の期間は、モーター６４Ａが駆動停止中であることを示す。Ｅ軸方向信号９４におけるＨｉｇｈ電位は、モーター６４Ａが駆動した場合のフィラメントＦの移動が吐出方向であることを示し、Ｌｏｗ電位は、フィラメントＦが引き戻される方向であることを示す。

【0062】

上述したように、フィラメントＦは、造形物の１層分のフィラメントＦの溶融液が吐出されるごとに、ノズル７０から離れる方向に引き戻される。このような動作を検知する場合、取得部２２Ｂは、Ｅ軸方向信号９４がＬｏｗ電位の期間における、Ｅ軸パルス信号９２の連続パルスの最初の立ち上がりのエッジのタイミングｔ１０を、モーター６４ＡのフィラメントＦの引き戻しのための駆動開始として検出すればよい。

【0063】

図６には、モーター６４Ｂから出力されたＺ軸パルス信号９６と、モーター６４Ａから出力されるＥ軸パルス信号９８と、を示した。Ｚ軸は、造形物の厚み方向（矢印Ｚ方向）に一致する。

【0064】

例えば、計測信号に、モーター６４Ｂから出力されたＺ軸パルス信号９６と、モーター６４Ａから出力されたＥ軸パルス信号９８と、が含まれていたと想定する。この場合、取得部２２Ｂは、Ｚ軸パルス信号９６の連続パルスの最初の立ち上がりタイミングｔ２０を検出した後に、Ｅ軸パルス信号９８の連続パルスの最初の立ち上がりタイミングｔ２２を検出することで、複数層を積層することで造形される造形物の、各層の開始のための駆動開始を検出する。

【0065】

なお、駆動開始の検出方法は、上記方法に限定されない。例えば、モーター指令部８２がモーター６４へ出力する上記以外のモーターの指令値や、センサ４２の検知結果を用いて、駆動開始を検出してもよい。具体的には、変位センサ４２Ｋによるレーザの変位量の検知結果、または、加速度センサ４２Ｇによる加速度の検知結果が規定値を超えたときに、駆動開始と検出してもよい。

【0066】

図１に戻り説明を続ける。付加部２２Ｃは、収集タイミングごとに、計測信号に含まれる駆動信号および検知信号における収集タイミングに応じた位置に、該収集タイミングの時刻を示す時刻情報を付加する。

【0067】

ここで、造形部２０では、造形物の造形時には、造形部２０に設けられた複数のモーター６４などの駆動部４０を連動して同期させて駆動する必要がある。このため、各駆動部４０は、駆動指示信号をバッファに保持した後に、他の駆動部４０と同期させて該駆動指示信号に応じた駆動を行う。

【0068】

図７は、駆動指示信号に応じたモーター６４の駆動の一例を示す説明図である。例えば、造形部２０に設けられた駆動部４０の各々は、造形制御部１８から受付けた駆動指示信号８０を、バッファ８１に一時的に記憶する。そして、モーター指令部８２の処理により、モーター６４などの複数の駆動部４０が同時に、駆動指示信号８０に応じた駆動を実行する。このため、造形制御部１８が造形部２０へ駆動指示信号８０を出力した時刻と、実際にモーター６４などの駆動部４０が駆動する時刻と、には、ずれが発生する。このずれは、バッファ８１の容量が大きいほど、また、同時に駆動する対象の駆動部４０の数が多いほど、大きくなると考えられる。

【0069】

このため、造形制御部１８が造形部２０へ出力した駆動指示信号８０の出力時刻を６４などの駆動部４０の駆動時刻として管理すると、実際に駆動部４０が駆動した時刻とは異なる時刻が、管理されることとなる。

【0070】

図１に戻り説明を続ける。そこで、本実施の形態では、付加部２２Ｃが、取得部２２Ｂで収集タイミング毎に取得した、計測信号に含まれる駆動信号および検知信号における収集タイミングに応じた位置に、該収集タイミングの時刻を示す時刻情報を付加する。

【0071】

このように、付加部２２Ｃは、造形部２０から受け付けて収集タイミング毎に収集した計測信号に、収集タイミングに応じた時刻情報を付加する。このため、付加部２２Ｃは、造形制御部１８が２-へ駆動指示信号８０を出力したタイミングではなく、駆動部４０が実際に駆動した時刻に応じた時刻情報を、計測信号に付加することができる。

【0072】

なお、付加部２２Ｃは、造形制御部１８と時刻情報を同期して管理する。そして、付加部２２Ｃは、造形制御部１８と同期した時刻に応じて、収集タイミングの時刻を示す時刻情報を、計測信号の収集タイミングに応じた位置に付加する。

【0073】

そして、付加部２２Ｃは、時刻情報を付加した計測信号を、コントローラ１６へ出力する。コントローラ１６は、収集部２２の付加部２２Ｃから受付けた、時刻情報を付加された計測信号を、サーバ１４へ出力する。なお、付加部２２Ｃは、時刻情報を付加された計測信号を、コントローラ１６を介さずに、直接サーバ１４へ出力してもよい。

【0074】

サーバ１４は、計測信号を分析する装置である。サーバ１４は、記憶部２４と、分析部２６と、出力制御部２８と、シミュレーション実行部３０と、エンジン部３２と、表示部３４と、を備える。

【0075】

記憶部２４は、造形装置１２から受付けた、時刻情報を付加された計測信号を記憶する。

【0076】

分析部２６は、時刻情報を付加された計測信号を分析する。分析部２６による分析方法には、公知の方法を用いればよい。

【0077】

例えば、分析部２６は、時刻情報を付加された計測信号を用いて、各時刻に対応する、駆動部４０の駆動状態と、センサ４２の検知結果とを検証することで、時刻ごとの、駆動状態と検知結果との関係性、駆動部４０の駆動状態、駆動状況、故障判定、などを分析する。言い換えると、分析部２６は、タイミングごとの、駆動部４０の駆動状況とセンサ４２の検知結果を分析することで、造形部２０に目標とする最適な造形を行わせるために必要な造形パラメータを導出するための情報を、分析結果として得る。

【0078】

例えば、分析部２６は、溶融されたフィラメントＦがノズル７０から吐出されているときの、エクストルーダ７２の回転量の検知結果と、エクストルーダ７２を回転駆動させるモーター６４Ａの駆動信号と、実際にノズル７０から吐出された溶融されたフィラメントＦの吐出量の検知結果と、を分析する。そして、分析部２６は、分析結果として、該吐出を行うために造形制御部１８から造形部２０へ出力された駆動指示信号に対する、実際の要求されたフィラメントＦの吐出状態と、を分析する。また、分析部２６は、このときの、湿度センサ４２Ｅ、温度センサ４２Ｃ、および温度センサ４２Ｄによる検知結果と比較し、フィラメントＦの吐出状態に関連する造形環境の検知結果との比較を行い、比較結果を分析結果として更に導出する。

【0079】

このとき、分析部２６は、付加された時刻情報ごとに、タイミング毎の分析結果を導出することができるので、駆動部４０の各駆動タイミングにおける分析結果を得ることができる。このため、分析部２６は、任意のタイミングにおける、造形部２０の分析結果を得ることができる。

【0080】

なお、分析部２６は、計測信号に含まれる、複数種類の駆動部４０の各々の駆動状態を示す駆動信号の内、ユーザＵによって選択された、特定の駆動部４０の駆動状態の駆動信号と、特定のセンサ４２の検知信号と、を分析としてもよい。

【0081】

出力制御部２８は、分析部２６の分析結果を表示部３４へ出力する。ユーザＵは、表示部３４を参照することで、分析結果を確認することができる。例えば、ユーザＵは、表示部３４に表示された分析結果を参照することで、造形部２０に目標とする最適な造形を行わせるために必要な造形パラメータを導出するための情報を、容易に確認することが可能となる。

【0082】

なお、出力制御部２８は、分析結果を情報処理装置１０へ出力してもよい。この場合、ユーザＵは、情報処理装置１０から受付けた分析結果を情報処理装置１０の表示部などに表示させる指示を入力することで、分析結果を確認することができる。また、情報処理装置１０の３ＤＰソフトウェア１０Ａが、ブラウザ等を介して、サーバ１４の分析部２６の分析結果を閲覧可能な構成にしてもよい。

【0083】

シミュレーション実行部３０は、時刻情報を付加された計測信号と、駆動部４０の駆動時の設定値と、を用いて、駆動部４０の駆動を、エンジン部３２を用いてシミュレーションする。

【0084】

シミュレーション実行部３０は、情報処理装置１０から、シミュレーションを実行するときに用いるパラメータである設定値を受付ける。エンジン部３２は、造形部２０の動作を検証するためのソフトウェアである。シミュレーション実行部３０は、記憶部２４に記憶されている、時刻情報を付加された計測信号をエンジン部３２へ設定すると共に、情報処理装置１０から受付けた設定値をエンジン部３２へ設定することで、造形部２０のシミュレーションを実行する。このように、シミュレーション実行部３０は、時刻情報を付加された計測信号を用いてシミュレーションを実行するため、精度の高いシミュレーションを実行することができる。

【0085】

なお、シミュレーション実行部３０は、分析部２６による分析結果を用いて、情報処理装置１０から受付けた設定値を修正し、シミュレーションを実行してもよい。この処理により、シミュレーション実行部３０は、より精度の高いシミュレーションを実行することができる。

【0086】

シミュレーション実行部３０は、シミュレーション結果を出力制御部２８へ出力する。出力制御部２８は、シミュレーション実行部３０からシミュレーション結果を受付けると、表示部３４へ表示、または、情報処理装置１０へ送信する。

【0087】

このため、ユーザＵは表示部３４などを確認することで、シミュレーション結果を確認することができる。

【0088】

次に、造形装置１２が実行する情報処理の手順の一例を説明する。図８は、造形装置１２が実行する情報処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【0089】

まず、造形制御部１８が、情報処理装置１０からコントローラ１６を介して受付けた造形データおよび造形パラメータを用いて造形物を造形するように、造形部２０へ造形開始指示を出力する（ステップＳ１００）。

【0090】

ステップＳ１００の処理によって、造形部２０は、受付けた造形開始指示に応じて、造形データに応じた造形物を、造形パラメータに応じた調整値で造形する造形処理を開始する。そして、造形部２０は、駆動信号および検知信号を含む計測信号の、収集部２２への出力を開始する。

【0091】

次に、収集部２２と造形制御部１８とが、時刻の同期を開始する（ステップＳ１０２）。

【0092】

次に、受付部２２Ａが、造形部２０からの計測信号の受付けを開始する（ステップＳ１０４）。次に、取得部２２Ｂが、ステップＳ１０４で受付けた計測信号について、トリガを検出したか否かを判断する（ステップ１０６）。トリガは、計測信号における、駆動部４０の駆動開始の検出である。取得部２２Ｂは、上述した方法で、駆動部４０の駆動開始を検出すればよい。

【0093】

取得部２２Ｂは、トリガを検出するまで（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、否定判断を繰返す（ステップＳ１０６：Ｎｏ）。そして、トリガを検出すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進む。

【0094】

ステップＳ１０８では、取得部２２Ｂが、収集タイミングか否かを判断する（ステップＳ１０８）。取得部２２Ｂは、前回の収集タイミングからの経過時間が、予め定めた時間を経過したか否かを判別することで、ステップＳ１０８の判断を実行する。なお、ステップＳ１００で造形開始指示が出力された後の第１回目の判断時には、ステップＳ１０４で計測信号の受付を開始してからの経過時間が、予め定めた時間を経過したか否かを判別すればよい。取得部２２Ｂは、ステップＳ１０８で肯定判断するまで（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、否定判断を繰返す（ステップＳ１０８：Ｎｏ）。そして、肯定判断すると（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０へ進む。

【0095】

ステップＳ１１０では、取得部２２Ｂが、計測信号を取得する（ステップＳ１１０）。詳細には、取得部２２Ｂは、ステップＳ１０４で受付けを開始した計測信号の内、前回の収集タイミングから今回の収集タイミングまでの期間の計測信号を取得する。なお、ステップＳ１００で造形開始指示が出力された後の第１回目の判断時には、取得部２２Ｂは、ステップＳ１０４の計測信号の受付開始から今回の収集タイミングまでの期間の計測信号を取得すればよい。

【0096】

次に、付加部２２Ｃは、ステップＳ１１０で取得した計測信号に、時刻情報を付加する（ステップＳ１１２）。

【0097】

次に、取得部２２Ｂが、１トリガでの計測信号の収集を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４で否定判断すると（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、上記ステップＳ１０８へ戻る。ステップＳ１１４で肯定判断すると（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）ステップＳ１１６へ進む。

【0098】

ステップＳ１１６では、付加部２２Ｃが、ステップＳ１１２で時刻情報を付加した計測信号を、サーバ１４へ送信する（ステップＳ１１６）。

【0099】

次に、取得部２２Ｂが、計測信号の収集を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８で否定判断すると（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、上記ステップＳ１０６へ戻る。ステップＳ１１８で肯定判断すると（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。

【0100】

なお、図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０６のトリガ検出の判断処理を省略してもよい。この場合、ステップＳ１１４では、収集部２２は、１トリガでの収集終了か否かの判断に代えて、サーバ１４へのデータ送信タイミングか否かを判断すればよい。サーバ１４へのデータ送信タイミングは、予め定めたデータ送信単位となったか否かを判別することで行えばよい。

【0101】

以上説明したように、本実施の形態の造形システム１（液体吐出システム）は、受付部２２Ａと、付加部２２Ｃと、を備える。受付部２２Ａは、駆動部４０の駆動によって造形物を造形する造形部２０における、駆動部４０の時系列に沿った駆動状態の推移を示す駆動信号と、造形物の造形環境の検知結果の時系列に沿った推移を示す検知信号と、を含む計測信号を、造形部２０から受付ける。付加部２２Ｃは、計測信号に含まれる駆動信号および検知信号における収集タイミングに応じた位置に、該収集タイミングの時刻を示す時刻情報を付加する。

【0102】

このように、本実施の形態の造形システム１は、付加部２２Ｃが、造形部２０から受付けた、駆動信号および検知信号を含む計測信号に、収集タイミングに応じた時刻情報を付加する。このため、本実施の形態の造形システム１は、造形部２０の駆動状態を示す駆動信号と造形部２０の造形環境の検知結果を示す検知信号に、駆動状態に対応する時刻情報を付与することができる。

【0103】

従って、本実施の形態の造形システム１は、造形部２０の駆動状態に連動した検知信号を提供することができる。

【0104】

また、取得部２２Ｂは、受付けた計測信号について、駆動部４０の駆動開始を検出するごとに、駆動開始を検出してから次の収集タイミングまでの期間の計測信号を取得する。そして、付加部２２Ｃは、取得した計測信号に時刻情報を付加する。

【0105】

また、付加部２２Ｃは、造形部２０を造形制御する造形制御部１８と同期した時刻に応じた時刻情報を計測信号に付加する。

【0106】

また、付加部２２Ｃは、ハードウェアによって構成されてなる。分析部２６は、時刻情報を付加された計測信号を分析する。出力制御部２８は、分析部２６の分析結果を出力する。

【0107】

シミュレーション実行部３０は、時刻情報を付加された計測信号と、駆動部４０の駆動時の設定値と、を用いて、駆動部４０の駆動をシミュレーションする。

【0108】

図９は、サーバ１４およびコントローラ１６のハードウェア構成図の一例である。

【0109】

サーバ１４およびコントローラ１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１Ｃ、およびＩ／Ｆ１１Ｄ等がバス１１Ｅにより相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

【0110】

ＣＰＵ１１Ａは、本実施の形態のサーバ１４およびコントローラ１６を制御する演算装置である。ＲＯＭ１１Ｂは、ＣＰＵ１１Ａによる各種処理を実現するプログラム等を記憶する。ＲＡＭ１１Ｃは、ＣＰＵ１１Ａによる各種処理に必要なデータを記憶する。Ｉ／Ｆ１１Ｄは、データを送受信するためのインターフェースである。

【0111】

本実施の形態のサーバ１４およびコントローラ１６で実行される情報処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１１Ｂ等に予め組み込んで提供される。なお、本実施の形態のサーバ１４およびコントローラ１６で実行されるプログラムは、サーバ１４およびコントローラ１６にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）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て提供するように構成してもよい。

【0112】

なお、上記には、実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、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。上記新規な実施の形態は、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。上記実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【0113】

例えば、上記実施の形態では、造形物が三次元の造形物であり、液体吐出システムを、三次元の造形物を造形する造形システム１に適用した形態を一例として説明した。しかし、造形システム１が造形する造形物は、三次元の造形物に限定されない。例えば、造形システム１は、二次元の造形物を造形、すなわち、画像を形成する画像形成システムであってもよい。この場合、造形部２０は、インクなどの液体を吐出することで画像を形成するインクジェット吐出装置などの画像形成部であればよい。

【符号の説明】

【0114】

１ 造形システム
２０ 造形部
２２ 収集部
２２Ａ 受付部
２２Ｂ 取得部
２２Ｃ 付加部
２６ 分析部
２８ 出力制御部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0115】

【文献】特許第６３５１８６２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】