特許 7405223 加工システム、及び、加工方法

(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】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】加工システム、及び、加工方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/268 20170101AFI20231219BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20231219BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20231219BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20231219BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20231219BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20231219BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20231219BHJP

   B22F 10/25 20210101ALI20231219BHJP

   B22F 12/90 20210101ALI20231219BHJP

   B22F 10/31 20210101ALI20231219BHJP

   B22F 12/45 20210101ALI20231219BHJP

   B22F 12/55 20210101ALN20231219BHJP

【ＦＩ】

B29C64/268

B29C64/393

B23K26/34

B23K26/21 Z

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

B22F10/25

B22F12/90

B22F10/31

B22F12/45

B22F12/55

【請求項の数】 40

(21)【出願番号】P 2022193918

(22)【出願日】2022-12-05

(62)【分割の表示】P 2022031502の分割

【原出願日】2018-01-31

(65)【公開番号】P2023038185

(43)【公開日】2023-03-16

【審査請求日】2022-12-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(72)【発明者】

【氏名】川井 秀実

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１５８３２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２１０８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５３５７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３６５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９２０５６９１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１６／０７５８０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１８５０４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００

Ｂ２２Ｆ １０／００－１２／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記加工対象物上の被加工領域に加工装置からエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行うことと、
前記支持装置で支持された前記加工対象物への前記エネルギビームの照射と前記材料の供給とを行いながら、前記加工対象物と前記エネルギビームの照射領域との位置関係を、位置変更装置を用いて変更することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に、前記加工装置からの前記エネルギビームを照射して基準を形成することと
を含み、
前記付加加工を行うことは、前記基準に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項2】

請求項１に記載の加工方法において、
前記位置関係を変更することは、前記位置変更装置を用いて前記加工装置と前記支持装置との位置関係を変更することを含む
加工方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の加工方法において、
前記位置関係を変更することは、前記エネルギビームを偏向して前記支持装置と前記照射領域との位置関係を変更することを含む
加工方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記支持装置は、前記加工対象物を支持可能な支持領域と、前記支持領域とは異なる箇所に取り付けられる基準部材とを含み、
前記第１領域は、前記基準部材上の領域である
加工方法。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する情報は、前記基準の位置に関する情報を含む
加工方法。

【請求項6】

請求項５に記載の加工方法において、
前記位置関係を変更することは、加工座標系における前記加工対象物と前記照射領域との位置関係を変更することを含む
加工方法。

【請求項7】

請求項６に記載の加工方法において、
計測座標系における前記基準の位置を計測することをさらに含む
加工方法。

【請求項8】

請求項７に記載の加工方法において、
前記計測座標系における前記基準の位置の計測結果から前記加工座標系における前記基準の位置を求めることをさらに含む
加工方法。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記位置関係を変更することは、加工対象物と前記基準との相対的な位置関係に関する情報を用いて行われることを含む
加工方法。

【請求項10】

加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記加工対象物上の被加工領域に加工装置からエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行うことと、
前記支持装置と前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを用いて基準を形成することと
を含み、
加工対象物と前記基準との相対的な位置関係に関する情報を用いて前記位置関係を変更し、前記付加加工を行う
加工方法。

【請求項11】

請求項９又は１０に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分に付加加工が行われるように前記位置関係を変更する
加工方法。

【請求項12】

請求項９から１１のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分から付加加工が開始されるように前記位置関係を変更する
加工方法。

【請求項13】

請求項９から１２のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して前記基準を形成し、
前記基準を形成した後に、前記基準に関する前記情報を用いて前記位置関係を変更し、
前記基準に関する前記情報を用いて前記位置関係を変更した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始する
加工方法。

【請求項14】

請求項９から１３のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して前記基準を形成し、
前記基準を形成した後に、前記基準に関する前記情報を用いて前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に前記照射領域を設定し、
前記加工開始部分に前記照射領域が設定された後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始する
加工方法。

【請求項15】

請求項９から１４のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記照射領域を移動させる
加工方法。

【請求項16】

請求項９から１５のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記照射領域の位置を変更する
加工方法。

【請求項17】

請求項９から１６のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記付加加工を行うことは、加工装置を用いて前記被加工領域に前記エネルギビームを照射し、前記加工装置を用いて前記エネルギビームが照射される前記領域に前記材料を供給することを含み、
前記位置関係を変更することは、位置変更装置を用いて、前記支持装置に対して前記加工装置を移動させて前記支持装置と前記照射領域との位置関係を変更する
加工方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の加工方法において、
前記基準を形成することは、前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して前記基準を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御することを含み、
前記付加加工を行うことは、
前記基準を形成した後に、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記基準に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御することと、
前記加工開始位置に前記加工装置が位置した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御することと
を含む加工方法。

【請求項19】

請求項１７又は１８に記載の加工方法において、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記加工装置が移動するように、前記位置変更装置を制御する
加工方法。

【請求項20】

請求項１７から１９のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記加工装置の位置が変更されるように、前記位置変更装置を制御する
加工方法。

【請求項21】

請求項９から２０のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報は、前記基準の位置に関する情報を含む
加工方法。

【請求項22】

請求項９から２１のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報は、前記加工対象物と前記基準との相対的な位置関係に関する位置情報を含む
加工方法。

【請求項23】

請求項２２に記載の加工方法において、
前記位置情報は、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分と前記基準との相対的な位置関係に関する情報を含む、
加工方法。

【請求項24】

請求項２２又は２３に記載の加工方法において、
前記位置情報は、第１方向に沿った前記加工対象物と前記基準との相対的な位置、前記第１方向に交差する第２方向に沿った前記加工対象物と前記基準との相対的な位置、並びに、前記第１及び第２方向に交差する第３方向に沿った前記加工対象物と前記基準との相対的な位置の少なくとも一つに関する情報を含む
加工方法。

【請求項25】

請求項９から１４のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報に加えて、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置と前記加工装置との相対的な位置関係に関する情報を用いて、前記位置関係を変更する
加工方法。

【請求項26】

請求項１から９及び１７から２０のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記付加加工を行うことは、前記基準に関する情報と、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置と前記加工装置との相対的な位置関係に関する情報とを用いて、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項27】

加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記加工対象物上の被加工領域に加工装置からエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行うことと、
前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を、位置変更装置を用いて変更することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して基準を形成することと
を含み、
前記付加加工を行うことは、前記基準に関する情報と、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準を形成したときの前記支持装置と前記加工装置との相対的な位置関係に関する位置情報とを用いて、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項28】

請求項１から２７のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準を形成することは、前記支持装置と前記照射領域との位置関係を変更しながら前記第１領域に前記エネルギビームを照射して前記基準を形成することを含む
加工方法。

【請求項29】

請求項１から２８のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記付加加工を行うことは、前記加工対象物と前記基準との相対的な位置関係を計測可能な計測装置で計測された前記基準に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項30】

加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記加工対象物上の被加工領域に加工装置からエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行うことと、
前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して基準を形成することと
を含み、
前記付加加工を行うことは、前記加工対象物と前記基準との相対的な位置関係を計測可能な計測装置で計測された前記基準に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項31】

請求項２９又は３０に記載の加工方法において、
前記基準を形成することは、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの第１部分に前記エネルギビームを照射して前記基準としての第１マークを形成することと、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの前記第１部分とは異なる第２部分に前記エネルギビームを照射して前記基準としての第２マークを形成することと、
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの前記第１及び第２部分とは異なる第３部分に前記エネルギビームを照射して前記基準としての第３マークを形成することと
を含み、
前記基準に関する前記情報は、前記第１マークから前記第３マークに関する情報を含み、
前記第１マークから前記第３マークに関する情報を用いて、前記加工装置の位置が表される第１座標系と、前記計測装置によって計測される前記加工対象物と前記基準との相対的な位置関係が表される第２座標系とを関連付けることをさらに含む
加工方法。

【請求項32】

請求項３１に記載の加工方法において、
前記第１部分から前記第３部分の少なくとも一つの高さは、前記第１部分から前記第３部分の少なくとも他の一つの高さと異なる
加工方法。

【請求項33】

請求項３０又は３１に記載の加工方法において、
前記第１部分から前記第３部分の少なくとも二つの間には、前記支持装置のうち前記加工対象物を支持可能な支持領域が配置される
加工方法。

【請求項34】

請求項１から３３のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記付加加工を行うことは、前記基準に関する情報と、前記加工対象物の実際の形状と前記加工対象物の設計上の形状との間のずれに関するずれ情報とを用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項35】

加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記加工対象物上の被加工領域に加工装置からエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行うことと、
前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に前記エネルギビームを照射して基準を形成することと
を含み、
前記付加加工を行うことは、前記基準に関する情報と、前記加工対象物の実際の形状と前記加工対象物の設計上の形状との間のずれに関するずれ情報とを用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御することを含む
加工方法。

【請求項36】

請求項１から３５のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記加工対象物の実際の形状と前記加工対象物の設計上の形状との間のずれに関するずれ情報に基づいて、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
加工方法。

【請求項37】

請求項３４から３６のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記ずれ情報に基づいて、付加加工によって前記加工対象物の所望部分に所望形状の付加造形物が付加されるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
加工方法。

【請求項38】

請求項３７に記載の加工方法において、
前記ずれ情報に基づいて、前記加工対象物の設計上の形状に対して前記加工対象物の実際の形状が大きくなるほど、前記付加造形物の形状が大きくなるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
加工方法。

【請求項39】

請求項１から３８のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報は、前記基準の寸法に関する寸法情報を含む
加工方法。

【請求項40】

請求項１から３９のいずれか一項に記載の加工方法において、
前記基準に関する前記情報は、前記基準の形状に関する形状情報を含む
加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、加工対象物に対して付加加工を行う加工システム及び加工方法の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、粉状の材料をエネルギビームで溶融した後に、溶融した材料を再固化させることで付加加工を行う加工システムが記載されている。このような加工システムでは、適切な位置に付加加工を行うことが技術的課題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４９０９号明細書

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によれば、加工対象物を支持可能な支持装置と、前記加工対象物上の被加工領域にエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行う加工装置と、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更する位置変更装置とを備え、前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成し、前記基準造形物に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する加工システムが提供される。

【0005】

第２の態様によれば、加工装置からエネルギビームを照射して加工対象物に付加加工を行う加工方法であって、前記加工対象物を支持装置によって支持することと、前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成することと、前記基準造形物を計測することと、前記計測された前記基準造形物に関する情報に基づいて、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することとを含む加工方法が提供される。

【0006】

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。

【図2】図２は、ステージ１３の上面１３１及びステージ１３の側面を夫々示す上面図及び側面図である。

【図3】図３（ａ）から図３（ｃ）は、夫々、ワーク上のある領域において光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｃ）の夫々は、３次元構造物を形成する過程を示す断面図である。

【図5】図５は、位置合わせ動作のうちの初期設定動作の流れを示すフローチャートである。

【図6】図６は、位置合わせ動作のうちのヘッド移動動作の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、ステージ座標系におけるテストマークの位置と造形開始位置との関係、並びに、ヘッド座標系における造形ヘッドの位置と造形開始位置との関係を示す平面図である。

【図8】図８は、第１変形例のヘッド移動動作のうちの一部の流れを示すフローチャートである。

【図9】図９は、第１変形例のヘッド移動動作のうちの他の一部の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第１変形例のヘッド移動動作のうちの他の一部の流れを示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第１変形例で用いられるテストマークの一例を示す平面図である。

【図12】図１２は、ステージ座標系におけるテストマークの位置と造形開始位置との関係、並びに、ヘッド座標系における造形ヘッドの位置と造形開始位置との関係を示す平面図である。

【図13】図１３（ａ）は、ワークが熱膨張していない場合にワークに形成される造形物を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、ワークが熱膨張している場合にワークに形成される造形物を示す平面図である。

【図14】図１４は、第３変形例の造形システムの構造を示す断面図である。

【図15】図１５は、第４変形例の造形システムの構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、加工システム及び加工方法の実施形態について説明する。以下では、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ：Ｌａｓｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、造形材料Ｍを用いた付加加工を行うことで造形物を形成可能な造形システム１を用いて、加工システム及び加工方法の実施形態を説明する。尚、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ）は、ダイレクト・メタル・デポジション、ダイレクト・エナジー・デポジション、レーザクラッディング、レーザ・エンジニアード・ネット・シェイピング、ダイレクト・ライト・ファブリケーション、レーザ・コンソリデーション、シェイプ・デポジション・マニュファクチャリング、ワイヤ－フィード・レーザ・デポジション、ガス・スルー・ワイヤ、レーザ・パウダー・フージョン、レーザ・メタル・フォーミング、セレクティブ・レーザ・パウダー・リメルティング、レーザ・ダイレクト・キャスティング、レーザ・パウダー・デポジション、レーザ・アディティブ・マニュファクチャリング、レーザ・ラピッド・フォーミングと称してもよい。

【0009】

また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、造形システム１を構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向或いは重力方向）であるものとする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。ここで、Ｚ軸方向を重力方向としてもよい。また、ＸＹ平面を水平方向としてもよい。

【0010】

（１）造形システム１の全体構造
初めに、図１を参照しながら、本実施形態の造形システム１の全体構造について説明する。図１は、本実施形態の造形システム１の構造の一例を示す断面図である。

【0011】

造形システム１は、３次元構造物（つまり、３次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ３次元の物体であり、立体物、言い換えると、Ｘ、Ｙ及びＺ方向において大きさを持つ物体）ＳＴを形成可能である。造形システム１は、３次元構造物ＳＴを形成するための基礎（つまり、母材）となるワークＷ上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。造形システム１は、ワークＷに付加加工を行うことで、３次元構造物ＳＴを形成可能である。ワークＷが後述するステージ１３である場合には、造形システム１は、ステージ１３上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。ワークＷがステージ１３によって保持されている既存構造物である場合には、造形システム１は、既存構造物上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。この場合、造形システム１は、既存構造物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成してもよい。既存構造物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成する動作は、既存構造物に新たな構造物を付加する動作と等価である。或いは、造形システム１は、既存構造物と分離可能な３次元構造物ＳＴを形成してもよい。尚、図１は、ワークＷが、ステージ１３によって保持されている既存構造物である例を示している。また、以下でも、ワークＷがステージ１３によって保持されている既存構造物である例を用いて説明を進める。

【0012】

上述したように、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により造形物を形成可能である。つまり、造形システム１は、積層造形技術を用いて物体を形成する３Ｄプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング（Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）、ラピッドマニュファクチャリング（Ｒａｐｉｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、又は、アディティブマニュファクチャリング（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）とも称される。

【0013】

造形システム１は、造形材料Ｍを光ＥＬで加工して造形物を形成する。このような光ＬＥとして、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つが使用可能であるが、その他の種類の光が用いられてもよい。光ＥＬは、レーザ光である。更に、造形材料Ｍは、所定強度以上の光ＥＬの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Ｍとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Ｍとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Ｍは、粉状の又は粒状の材料である。つまり、造形材料Ｍは、粉粒体である。但し、造形材料Ｍは、粉粒体でなくてもよく、例えばワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料が用いられてもよい。尚、造形システム１は、造形材料Ｍを荷電粒子線等のエネルギビームで加工して造形物を形成してもよい。

【0014】

造形材料Ｍを加工するために、造形装置４は、造形ヘッド１１と、ヘッド駆動系１２と、ステージ１３と、計測装置１４と、制御装置１５とを備える。更に、造形ヘッド１１は、照射系１１１と、材料ノズル（つまり造形材料Ｍを供給する供給系）１１２とを備えている。

【0015】

照射系１１１は、射出部１１３から光ＥＬを射出するための光学系（例えば、集光光学系）である。具体的には、照射系１１１は、光ＥＬを発する不図示の光源と、光ファイバ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射系１１１は、光伝送部材を介して光源から伝搬してくる光ＥＬを射出する。照射系１１１は、照射系１１１から下方（つまり、－Ｚ側）に向けて光ＥＬを照射する。照射系１１１の下方には、ステージ１３が配置されている。ステージ１３にワークＷが搭載されている場合には、照射系１１１は、ワークＷに向けて光ＥＬを照射可能である。具体的には、照射系１１１は、光ＥＬが照射される（典型的には、集光される）領域としてワークＷ上に設定される所定形状の照射領域ＥＡに光ＥＬを照射する。更に、照射系１１１の状態は、制御装置１５の制御下で、照射領域ＥＡに光ＥＬを照射する状態と、照射領域ＥＡに光ＥＬを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射系１１１から射出される光ＥＬの方向は真下（つまり、Ｚ軸と一致する方向）には限定されず、例えば、Ｚ軸に対して所定の角度だけ傾いた方向であってもよい。

【0016】

材料ノズル１１２は、造形材料Ｍを供給する供給アウトレット（つまり、供給口）１１４を有する。材料ノズル１１２は、供給アウトレット１１４から造形材料Ｍを供給（具体的には、噴射、噴出又は射出）する。材料ノズル１１２は、造形材料Ｍの供給源である不図示の材料供給装置と、不図示のパイプ等の粉体伝送部材を介して物理的に接続されている。材料ノズル１１２は、粉体伝送部材を介して材料供給装置から供給される造形材料Ｍを供給する。尚、図１において材料ノズル１１２は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル１１２の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル１１２は、材料ノズル１１２から下方（つまり、－Ｚ側）に向けて造形材料Ｍを供給する。材料ノズル１１２の下方には、ステージ１３が配置されている。ステージ１３にワークＷが搭載されている場合には、材料ノズル１１２は、ワークＷに向けて造形材料Ｍを供給する。尚、材料ノズル１１２から供給される造形材料Ｍの進行方向はＺ軸に対して所定の角度（一例として鋭角）だけ傾いた方向であるが、真下（つまり、Ｚ軸と一致する方向）であってもよい。尚、複数の材料ノズル１１２を設けてもよい。

【0017】

本実施形態では、材料ノズル１１２は、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡに向けて造形材料Ｍを供給するように、照射系１１１に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡと照射領域ＥＡとが一致する（或いは、少なくとも部分的に重複する）ように、材料ノズル１１２と照射系１１１とが位置合わせされている。尚、照射系１１１から射出された光ＥＬによってワークＷに形成される溶融池ＭＰに、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給するように位置合わせされていてもよい。また、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給する供給領域ＭＡと、溶融池ＭＰの領域とが部分的に重畳するように位置合わせされてもよい。

【0018】

ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１を移動させる。ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の夫々に沿って移動させる。ヘッド駆動系１２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の夫々に加えて、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って造形ヘッド１１を移動させてもよい。ヘッド駆動系１２は、例えば、モータ等を含む。ヘッド駆動系１２が造形ヘッド１１を移動させると、ワークＷ上において、照射領域ＥＡもまたワークＷに対して移動する。従って、ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１を移動させることで、ワークＷと照射領域ＥＡとの位置関係（言い換えれば、ワークＷを保持するステージ１３と照射領域ＥＡとの位置関係）を変更可能である。また、ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１を移動させることで、ワークＷと供給領域ＭＡとの位置関係（言い換えれば、ワークＷを保持するステージ１３と供給領域ＭＡとの位置関係）を変更可能である。

【0019】

尚、ヘッド駆動系１２は、照射系１１１と材料ノズル１１２とを別々に移動させてもよい。具体的には、例えば、ヘッド駆動系１２は、射出部１１３の位置、射出部１１３の向き、供給アウトレット１１４の位置及び供給アウトレット１１４の向きの少なくとも一つを調整可能であってもよい。この場合、照射光学系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡと、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給する供給領域ＭＡとが別々に制御可能となる。

【0020】

ステージ１３は、ワークＷを保持可能である。ステージ１３は、更に、保持したワークＷをリリース可能である。上述した照射系１１１は、ステージ１３がワークＷを保持している期間の少なくとも一部において光ＥＬを照射する。更に、上述した材料ノズル１１２は、ステージ１３がワークＷを保持している期間の少なくとも一部において造形材料Ｍを供給する。尚、材料ノズル１１２が供給した造形材料Ｍの一部は、ワークＷの表面からワークＷの外部へと（例えば、ステージ１３の周囲へと）散乱する又はこぼれ落ちる可能性がある。このため、造形システム１は、ステージ１３の周囲に、散乱した又はこぼれ落ちた造形材料Ｍを回収する回収装置を備えていてもよい。

【0021】

ステージ１３は、ワークＷを保持するために、造形ヘッド１１に対向可能な上面（図１に示す例では、＋Ｚ側の面）１３１を備えている。上面１３１は、ステージ１３の上面１３１を示す平面図及びステージ１３の側面を示す側面図を含む図２に示すように、保持領域１３２と、非保持領域１３３とを含む。保持領域１３２は、上面１３１の一部である。尚、保持領域１３２は、上面１３１の全部であってもよい。保持領域１３２は、ワークＷを保持可能な領域（例えば、面）である。尚、保持領域１３２を保持面或いは支持面と称してもよい。保持領域１３２は、ワークＷを保持するために上面１３１に設定された領域である。保持領域１３２は、例えば、機械的なチャック、真空吸着チャック、電磁吸着チャック及び静電吸着チャック等の少なくとも一つを用いて、ワークＷを保持してもよい。保持領域１３２は、平面視において矩形の領域であるが、その他の形状の領域であってもよい。非保持領域１３３は、上面１３１の一部である。非保持領域１３３は、ワークＷを保持しない領域（例えば、面）である。非保持領域１３３は、保持領域１３２とは異なる領域である。非保持領域１３３は、平面視において矩形枠状の領域であるが、その他の形状の領域であってもよい。非保持領域１３３は、保持領域１３２と同一の高さ（つまり、Ｚ軸に沿った位置）に位置していてもよいし、異なる高さに配置されていてもよい。

【0022】

非保持領域１３３には、複数のマーク領域１３４が設定されている。図２に示す例では、非保持領域１３３には、３つのマーク領域１３４（具体的には、マーク領域１３４＃１、マーク領域１３４＃２及びマーク領域１３４＃３）が設定されている。複数のマーク領域１３４は、非保持領域１３３内の所定位置に設定されている。複数のマーク領域１３４は、上面１３１上で離散的に分布する。複数のマーク領域１３４は、上面１３１上で均等に分布する。複数のマーク領域１３４は、保持領域１３２を取り囲むように分布する。複数のマーク領域１３４は、少なくとも２つのマーク領域１３４の間に保持領域１３２が位置するように、上面１３１上で分布する。尚、少なくとも３つのマーク領域１３４のうち２つのマーク領域を結ぶ線分の複数で囲まれる領域に保持領域１３２の少なくとも一部が位置してもよい。図２に示す例では、マーク領域１３４＃１が保持領域１３２よりも－Ｙ側且つ＋Ｘ側に配置され、マーク領域１３４＃２が保持領域１３２よりも－Ｘ側に配置され、且つ、マーク領域１３４＃３が保持領域１３２よりも＋Ｙ側且つ＋Ｘ側に配置されている。但し、複数のマーク領域１３４の分布態様が上述の分布態様に限定されることはない。

【0023】

複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つは、非保持領域１３３と同じ平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つの高さは、非保持領域１３３の高さと同じであってもよい。また、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つは、保持領域１３２と同じ平面に位置していてもよい。複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つは、非保持領域１３３と異なる平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つの高さは、非保持領域１３３の高さと異なっていてもよい。また、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つの高さは、保持領域１３２の高さと異なっていてもよい。複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つは、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも他の一つとは異なる平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも一つの高さは、複数のマーク領域１３４のうちの少なくとも他の一つの高さとは異なっていてもよい。図２に示す例では、マーク領域１３４＃１及び１３４＃２の夫々が非保持領域１３３と同じ平面に位置し、マーク領域１３４＃３がマーク領域１３４＃１及び１３４＃２とは異なる平面に位置する例を示している。言い換えると、図２に示す例では、マーク領域１３４＃１及び１３４＃２の夫々が保持領域１３２と同じ平面に位置し、マーク領域１３４＃３が保持領域１３２とは異なる平面に位置する例を示している。

【0024】

複数のマーク領域１３４の夫々は、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うための位置合わせ動作に用いられる。尚、位置合わせ動作の詳細については後に詳述するが、ここでは、その概要について簡単に説明する。位置合わせ動作が行われる場合には、複数のマーク領域１３４の夫々にマーク部材ＦＭが配置される。複数のマーク領域１３４の夫々は、マーク部材ＦＭを保持する。その後、造形システム１は、マーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことで、３次元の物体に相当するテストマークＴＭをマーク部材ＦＭに形成する。その後、造形システム１は、計測装置１４を用いて、形成したテストマークＴＭの状態を計測する。その後、造形システム１は、テストマークＴＭの状態の計測結果を用いて、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行う。

【0025】

再び図１において、計測装置１４は、計測対象物の状態を計測する。本実施形態では、計測対象物は、ステージ１３上の物体であるものとする。このため、計測対象物は、ワークＷ、マーク部材ＦＭ、テストマークＴＭ及びその他の任意の物体の少なくとも一部を含んでいてもよい。計測装置１４は、計測対象物の状態の一例として、ステージ１３上での計測対象物の位置を計測する。例えば、計測装置１４は、ステージ１３上での計測対象物（例えば、テストマークＴＭ）の絶対的な位置を計測してもよい。例えば、計測装置１４は、ステージ１３上での計測対象物の一部（例えば、ワークＷ）に対する計測対象物の他の一部（例えば、テストマークＴＭ）の相対的な位置を計測してもよい。

【0026】

計測対象物の位置（特に、計測対象物の表面の位置）を計測するために、計測装置１４は、任意の計測方法を用いて、計測対象物の形状及び寸法の少なくとも一方を計測してもよい。計測方法の一例として、パターン投影法、光切断法、タイム・オブ・フライト法、モアレトポグラフィ法（具体的には、格子照射法若しくは格子投影法）、ホログラフィック干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法及びナイフエッジ法の少なくとも一つがあげられる。計測装置１４の計測によってステージ１３上の計測対象物の位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つが判明すると、ステージ１３上で計測対象物の各部分（例えば、ワークＷ及びテストマークＴＭの少なくとも一方）がどこに位置しているかが判明する。その結果、計測対象物の位置、形状及び寸法の少なくとも一つから、ステージ１３上での計測対象物の位置が算出可能である。

【0027】

制御装置１５は、造形システム１の動作を制御する。制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置や、メモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。特に、本実施形態では、制御装置１５は、照射系１１１による光ＥＬの射出態様を制御する。射出態様は、例えば、光ＥＬの強度及び光ＥＬの射出タイミングの少なくとも一方を含む。光ＥＬがパルス光である場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さ及びパルス光の発光時間と消光時間との比（いわゆる、デューティ比）の少なくとも一方を含んでいてもよい。更に、制御装置１５は、ヘッド駆動系１２による造形ヘッド１１の移動態様を制御する。移動態様は、例えば、移動量、移動速度、移動方向及び移動タイミングの少なくとも一つを含む。更に、制御装置１５は、材料ノズル１１２による造形材料Ｍの供給態様を制御する。供給態様は、例えば、供給量（特に、単位時間当たりの供給量）を含む。

【0028】

（２）造形システム１の動作
続いて、造形システム１の動作について説明する。本実施形態では、造形システム１は、上述したように、３次元構造物ＳＴを形成するための造形動作を行う。更に、造形システム１は、造形動作を行う前に、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うための位置合わせ動作を行う。このため、以下では、造形動作及びワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うための位置合わせ動作について順に説明する。

【0029】

（２－１）造形動作
はじめに、造形動作について説明する。上述したように、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物ＳＴを形成する。このため、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の造形動作を行うことで、３次元構造物ＳＴを形成してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法による３次元構造物ＳＴの造形動作の一例について簡単に説明する。

【0030】

造形システム１は、形成するべき３次元構造物ＳＴの３次元モデルデータ（例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ）等に基づいて、ワークＷ上に３次元構造物ＳＴを形成する。３次元モデルデータは、３次元構造物ＳＴの形状（特に、３次元形状）を表すデータを含む。３次元モデルデータとして、造形システム１内に設けられた計測装置１４で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。３次元モデルデータとして、造形システム１とは別に設けられた３次元形状計測機の計測データが用いられてもよい。このような３次元形状計測機の一例として、ワークＷに対して移動可能であって且つワークＷに接触可能なプローブを有する接触型の３次元測定機及び非接触型の３次元計測機の少なくとも一方があげられる。非接触型の３次元計測機の一例として、パターン投影方式の３次元計測機、光切断方式の３次元計測機、タイム・オブ・フライト方式の３次元計測機、モアレトポグラフィ方式の３次元計測機、ホログラフィック干渉方式の３次元計測機、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）方式の３次元計測機、及び、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）方式の３次元計測機の少なくとも一つがあげられる。３次元モデルデータとして、３次元構造物ＳＴの設計データが用いられてもよい。

【0031】

造形システム１は、３次元構造物ＳＴを形成するために、例えば、Ｚ軸方向に沿って並ぶ複数の層状の部分構造物（以下、“構造層”と称する）ＳＬを順に形成していく。例えば、造形システム１は、３次元構造物ＳＴをＺ軸方向に沿って輪切りにすることで得られる複数の構造層ＳＬを１層ずつ順に形成していく。その結果、複数の構造層ＳＬが積層された積層構造体である３次元構造物ＳＴが形成される。以下、複数の構造層ＳＬを１層ずつ順に形成していくことで３次元構造物ＳＴを形成する動作の流れについて説明する。

【0032】

まず、各構造層ＳＬを形成する動作について説明する。造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ワークＷの表面又は形成済みの構造層ＳＬの表面に相当する造形面ＭＳ上の所望領域に照射領域ＥＡを設定し、当該照射領域ＥＡに対して照射系１１１から光ＥＬを照射する。尚、照射系１１１から照射される光ＥＬが造形面ＭＳ上に占める領域を照射領域ＥＡと称してもよい。本実施形態においては、光ＥＬのフォーカス位置（つまり、集光位置、言い換えると、Ｚ軸方向或いは光ＥＬの進行方向において、光ＥＬが最も収斂している位置）が造形面ＭＳに一致している。尚、光ＥＬのフォーカス位置は、造形面ＭＳからＺ軸方向にずれた位置に設定されてもよい。その結果、図３（ａ）に示すように、照射系１１１から射出された光ＥＬによって造形面ＭＳ上の所望領域に溶融池（つまり、光ＥＬによって溶融した、液状の金属又は樹脂等のプール）ＭＰが形成される。更に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、造形面ＭＳ上の所望領域に供給領域ＭＡを設定し、当該供給領域ＭＡに対して材料ノズル１１２から造形材料Ｍを供給する。ここで、上述したように照射領域ＥＡと供給領域ＭＡとが一致しているため、供給領域ＭＡは、溶融池ＭＰが形成された領域に設定されている。このため、造形システム１は、図３（ｂ）に示すように、溶融池ＭＰに対して、材料ノズル１１２から造形材料Ｍを供給する。その結果、溶融池ＭＰに供給された造形材料Ｍが溶融する。造形ヘッド１１の移動に伴って溶融池ＭＰに光ＥＬが照射されなくなると、溶融池ＭＰにおいて溶融した造形材料Ｍは、冷却されて再度固化（つまり、凝固）する。その結果、図３（ｃ）に示すように、再固化した造形材料Ｍが造形面ＭＳ上に堆積される。つまり、再固化した造形材料Ｍの堆積物による造形物が形成される。つまり、造形面ＭＳに造形材料Ｍの堆積物を付加する付加加工が行われることで、造形物が形成される。

【0033】

このような光の照射ＥＬによる溶融池ＭＰの形成、溶融池ＭＰへの造形材料Ｍの供給、供給された造形材料Ｍの溶融及び溶融した造形材料Ｍの再固化を含む一連の造形処理が、造形面ＭＳに対して造形ヘッド１１をＸＹ平面に沿って移動させながら繰り返される。造形面ＭＳに対して造形ヘッド１１が移動すると、造形面ＭＳに対して照射領域ＥＡもまた相対的に移動する。従って、一連の造形処理が、造形面ＭＳに対して照射領域ＥＡをＸＹ平面に沿って移動させながら繰り返される。この際、光ＥＬは、造形物を形成したい領域に設定された照射領域ＥＡに対して選択的に照射される一方で、造形物を形成したくない領域に設定された照射領域ＥＡに対して選択的に照射されない。尚、造形物を形成したくない領域には照射領域ＥＡが設定されないとも言える。つまり、造形システム１は、造形面ＭＳ上で所定の移動軌跡に沿って照射領域ＥＡを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布（つまり、構造層ＳＬのパターン）に応じたタイミングで光ＥＬを造形面ＭＳに照射する。その結果、造形面ＭＳ上に、凝固した造形材料Ｍによる造形物の集合体に相当する構造層ＳＬが形成される。尚、上述した説明では、造形面ＭＳに対して照射領域ＥＡを移動させたが、照射領域ＥＡに対して造形面ＭＳを移動させてもよい。

【0034】

造形システム１は、このような構造層ＳＬを形成するための動作を、制御装置１５の制御下で、３次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置１５は、３次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。尚、制御装置１５は、造形システム１の特性に応じて、スライスデータを少なくとも部分的に修正してもよい。造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ワークＷの表面に相当する造形面ＭＳ上に１層目の構造層ＳＬ＃１を形成するための動作を、構造層ＳＬ＃１に対応する３次元モデルデータ（つまり、構造層ＳＬ＃１に対応するスライスデータ）に基づいて行う。その結果、造形面ＭＳ上には、図４（ａ）に示すように、構造層ＳＬ＃１が形成される。その後、造形システム１は、構造層ＳＬ＃１の表面（つまり、上面）を新たな造形面ＭＳに設定した上で、当該新たな造形面ＭＳ上に２層目の構造層ＳＬ＃２を形成する。構造層ＳＬ＃２を形成するために、制御装置１５は、まず、造形ヘッド１１がＺ軸に沿って移動するようにヘッド駆動系１２を制御する。具体的には、制御装置１５は、ヘッド駆動系１２を制御して、照射領域ＥＡ及び供給領域ＭＡが構造層ＳＬ＃１の表面（つまり、新たな造形面ＭＳ）に設定されるように、＋Ｚ側に向かって造形ヘッド１１を移動させる。これにより、光ＥＬのフォーカス位置が新たな造形面ＭＳに一致する。その後、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、構造層ＳＬ＃１を形成する動作と同様の動作で、構造層ＳＬ＃２に対応するスライスデータに基づいて、構造層ＳＬ＃１上に構造層ＳＬ＃２を形成する。その結果、図４（ｂ）に示すように、構造層ＳＬ＃２が形成される。以降、同様の動作が、ワークＷ上に形成するべき３次元構造物を構成する全ての構造層ＳＬが形成されるまで繰り返される。その結果、図４（ｃ）に示すように、Ｚ軸に沿って（つまり、溶融池ＭＰの底面から上面へと向かう方向に沿って）複数の構造層ＳＬが積層された積層構造物によって、３次元構造物ＳＴが形成される。

【0035】

尚、少なくとも一つの構造層ＳＬが形成された後であって且つ全ての構造層ＳＬが形成される前の段階で、計測装置１４が、形成済みの構造層ＳＬを含む構造物の形状（例えば、その表面の形状）を計測してもよい。この場合、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、その後に続いて行われる構造層ＳＬを形成するために用いられるスライスデータの少なくとも一部を修正してもよい。

【0036】

（２－２）位置合わせ動作
続いて、位置合わせ動作について説明する。位置合わせ動作は、上述したように、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うための動作である。より具体的には、位置合わせ動作は、所望の３次元構造物ＳＴを相対的に高い精度で形成する（つまり、３次元モデルデータが示す理想的な３次元構造物ＳＴとの間の形状誤差が相対的に小さい３次元構造物ＳＴを形成する）ことができるように、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うための動作である。ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせは、例えば、ワークＷと造形ヘッド１１との相対的な位置関係の制御（言い換えれば、調整又は設定）を意味していてもよい。また、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせは、例えば、ワークＷと造形位置との相対的な位置関係の制御（言い換えれば、調整又は設定）を意味していてもよい。尚、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせは、例えば、ワークＷと溶融池の位置との相対的な位置関係の制御（言い換えれば、調整又は設定）を意味していてもよく、ワークＷと照射領域ＥＡとの相対的な位置関係の制御（言い換えれば、調整又は設定）を意味していてもよく、ワークＷと供給領域ＭＡとの相対的な位置関係の制御（言い換えれば、調整又は設定）を意味していてもよい。

【0037】

本実施形態では、位置合わせ動作は、ヘッド座標系Ｃｈ上において、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させるヘッド移動動作を含む。ヘッド座標系Ｃｈは、造形ヘッド１１の位置を示す３次元座標系である。ヘッド座標系Ｃｈ内の位置は、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸に沿った座標Ｘｈ、ヘッド座標系ＣｈのＹ軸に沿った座標Ｙｈ及びヘッド座標系ＣｈのＺ軸に沿った座標Ｚｈを用いて特定される。つまり、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置は、（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）という座標によって特定される。このようなヘッド座標系Ｃｈは、主として、ヘッド駆動系１２が造形ヘッド１１を移動させる際に、ヘッド駆動系１２を制御する制御装置１５によって、造形ヘッド１１の位置を特定する（言い換えれば、表す）ために用いられる。

【0038】

造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔは、ワークＷの表面に相当する造形面ＭＳ上の造形（つまり、付加加工）を開始するべき造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに対して光ＥＬを照射することが可能な造形ヘッド１１の位置である。尚、以降の説明では、ワークＷの表面に相当する造形面ＭＳを、“ワーク造形面ＭＳＷ”と称して、構造層ＳＬの表面に相当する造形面ＭＳと区別する。つまり、造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔは、ワーク造形面ＭＳＷ上の造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに照射領域ＥＡを設定する（言い換えれば、溶融池ＭＰを形成する又は付加加工を行う）ことが可能な造形ヘッド１１の位置である。尚、造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔは、ワーク造形面ＭＳＷ上の造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに供給領域ＭＡを設定することが可能な造形ヘッド１１の位置であってもよい。

【0039】

造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔは、ワークＷを保持するステージ２３を基準とするステージ座標系Ｃｓでの位置である。ステージ座標系Ｃｓは、ステージ１３を基準とする３次元座標系である。従って、ステージ座標系Ｃｓ内の位置は、ステージ座標系ＣｓのＸ軸に沿った座標Ｘｓ、ステージ座標系ＣｓのＹ軸に沿った座標Ｙｓ及びステージ座標系ＣｓのＺ軸に沿った座標Ｚｓを用いて特定される。つまり、ステージ座標系Ｃｓ内の位置は、（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）という座標によって特定される。ステージ座標系Ｃｓは、主として、計測装置１４がステージ１３上の計測対象物の特性を計測する際に、計測装置１４（更には、計測装置１４の計測結果を処理する制御装置１５）によって、ステージ１３上の計測対象物の位置を特定する（言い換えれば、表す）ために用いられる。

【0040】

ここで、このような位置合わせ動作を行う技術的理由について説明する。まず、あるワークＷに対して付加加工が行われる場面を想定する。この場合、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果から、ステージ座標系Ｃｓ内でのワークＷの位置を特定することができる。その結果、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内において、ワーク造形面ＭＳＷ上の造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定することができる。一方で、制御装置１５は、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔを相対的に高精度に特定することができない可能性がある。なぜならば、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が常に理想的な関係にあるとは限らないからである。尚、ここで言う理想的な関係は、例えば、ヘッド座標系Ｃｈの原点とステージ座標系Ｃｓの原点との間の位置関係が全く変わらず、ヘッド座標系Ｃｈのスケールとステージ座標系Ｃｓのスケールとが常に同じであり、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸が、夫々、ステージ座標系ＣｓのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸と常に平行であるという関係を意味していてもよい。つまり、ここで言う理想的な関係は、例えば、ヘッド座標系Ｃｈに対してステージ座標系Ｃｓが相対的に平行移動することはなく、ヘッド座標系Ｃｈに対してステージ座標系Ｃｓが相対的に拡大又は縮小することはなく、ヘッド座標系Ｃｈに対してステージ座標系Ｃｓが相対的に回転することはないという関係を意味していてもよい。このようなヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が常に理想的な関係にあるという理想的な造形システムが存在するのであれば、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の理想的な関係に基づいて、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔから造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔを相対的に高精度に特定することができる。しかしながら、現実的には、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変動する可能性がある。例えば、造形ヘッド１１の取り付け誤差、造形ヘッド１１の取り付け位置の変動（例えば、がたつき等）及び造形ヘッド１１の性能の劣化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変動する可能性がある。特に、照射系１１１の取り付け誤差、照射系１１１の取り付け位置の変動（例えば、がたつき等）、照射系１１１の性能の劣化、材料ノズル１１２の取り付け誤差、材料ノズル１１１の取り付け位置の変動（例えば、がたつき等）、材料ノズル１１２の破損、及び材料ノズル１１２の性能の劣化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変動する可能性がある。更に、例えば、ステージ１３の取り付け誤差、ステージ１３の取り付け位置の変動（例えば、がたつき等）及びステージ１３の形状変化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変動する可能性がある。更に、例えば、ヘッド駆動系１２がリセットされた場合（つまり、再起動された場合）には、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変動する可能性がある。このようにヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係でなくなるように変動した場合、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係にある場合と比較して、ヘッド座標系Ｃｈ上のある位置に位置する造形ヘッド１１からの光ＥＬが、ステージ座標系Ｃｓ上の同じ位置に照射されるとは限らない。このため、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内で造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定したとしても、当該特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、当該造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに光ＥＬを照射可能な造形ヘッド１１の位置である造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔを相対的に高精度に特定することができるとは限らない。つまり、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内で造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定したとしても、ヘッド座標系Ｃｈ内において、当該特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに対応する造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに造形ヘッド１１を適切に移動させることができるとは限らない。具体的には、例えば、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内で造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定したとしても、ヘッド座標系Ｃｈ内において、当該特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに対応する造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔとは異なる位置に造形ヘッド１１を移動させてしまう可能性がある。その結果、形成される３次元構造物ＳＴの形状精度が悪化する可能性がある。

【0041】

そこで、本実施形態では、造形システム１は、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに対応する造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに造形ヘッド１１を適切に移動させることを目的に、制御装置１５の制御下で、位置合わせ動作を行う。その後、造形システム１は、造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに造形ヘッド１１が位置した後に、ワークＷに対する付加加工を開始する。このため、造形システム１は、ワークＷへの付加加工を行うための造形動作を開始する前に、位置合わせ動作を行う。

【0042】

本実施形態では、位置合わせ動作は、上述したヘッド移動動作に加えて、上述したヘッド移動動作を行うための準備動作に相当する初期設定動作も行う。このため、以下、初期設定動作及びヘッド移動動作について順に説明する。

【0043】

（２－２－１）初期設定動作
初めに、位置合わせ動作のうちの初期設定動作について説明する。初期設定動作は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとを対応付ける（言い換えれば、関連付ける）動作を含む。具体的には、初期設定動作は、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置とステージ座標系Ｃｓ内の位置とを対応付ける動作を含む。一例として、初期設定動作は、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の位置と、当該造形ヘッド１１によってステージ１３上に形成される造形物のステージ座標系Ｃｓにおける位置とを対応付ける動作を含んでいてもよい。

【0044】

本実施形態では、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとを対応付ける動作は、（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）という座標で特定されるヘッド座標系Ｃｈ内の位置を、（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）という座標で特定されるステージ座標系Ｃｓ内の位置に変換可能な及び／又はステージ座標系Ｃｓ内の位置をヘッド座標系Ｃｈ内の位置に変換可能な変換行列Ｔを算出する動作を含んでいてもよい。つまり、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとを対応付ける動作は、（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）＝Ｔ×（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）及び（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）＝Ｔ^－１×（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）という関係を満たす変換行列Ｔを算出する動作を含んでいてもよい。変換行列Ｔは、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか一方を拡大又は縮小してヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか他方に変換するスケーリングに関する行列を含む。但し、変換行列Ｔは、スケーリングに関する行列に加えて又は代えて、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか一方を平行移動してヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか他方に変換する平行移動に関する行列を含んでいてもよい。変換行列Ｔは、スケーリングに関する行列に加えて又は代えて、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか一方を回転してヘッド座標系Ｃｈ内の位置及びステージ座標系Ｃｓ内の位置のいずれか他方に変換する回転に関する行列を含んでいてもよい。尚、変換行列Ｔは、スケーリング、平行移動及び回転のうち少なくとも１つに関する行列に加えて又は代えて、直交度に関する行列を含んでいてもよい。以下、図５を参照しながら、変換行列Ｔを算出する動作について説明する。

【0045】

図５に示すように、まず、ステージ１３の複数のマーク領域１３４の夫々に、マーク部材ＦＭが配置される（ステップＳ１１１）。マーク部材ＦＭは、光ＥＬの照射によって少なくとも一部が溶融可能な部材である。マーク部材ＦＭは、光ＥＬの照射によって少なくとも一部に溶融池ＭＰを形成可能な部材である。マーク部材ＦＭは、光ＥＬの照射によって少なくとも一部に造形物を形成可能な部材である。マーク部材ＦＭは、例えば板状の部材であるが、その他任意の形状の部材であってもよい。また、マーク部材ＦＭのサイズは、マーク領域１３４のサイズと同じであってもよいし、小さくてもよいし、大きくてもよい。尚、初期設定動作が行われている期間中は、ステージ１３には、ワークＷが配置されていてもよいし、配置されていなくてもよい。

【0046】

その後、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４のうちの一のマーク領域１３４を、テストマークＴＭを形成するためのマーク部材ＦＭが配置された指定マーク領域１３４ｄに指定する（ステップＳ１２１）。尚、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４の全てのマーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよいし、複数のマーク領域１３４のうちの一部のマーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよい。その後、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定する（ステップＳ１２２）。具体的には、複数のマーク領域１３４は、ステージ１３の上面１３１上の所定位置（つまり、既知の位置）に設定されている。つまり、指定マーク領域１３４ｄもまた、ステージ１３の上面１３１上の所定位置（つまり、既知の位置）に設定されている。このため、ステージ座標系Ｃｓ内での指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍ（例えば、指定マーク領域１３４ｄの中心、端又はその他任意の部分の位置Ｃｓｆｍ）は、制御装置１５にとって既知の情報である。一方で、上述したように、造形システム１ではヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が変わるがゆえに、制御装置１５は、指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍに基づいて、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを相対的に高精度に特定することは容易ではない。しかしながら、初期設定動作では、造形システム１は、マーク部材ＦＭのどこか（例えば、マーク部材ＦＭの上面の任意の位置）にテストマークＴＭを形成することができれば十分である。言い換えれば、造形システム１は、マーク部材ＦＭにおけるテストマークＴＭの形成位置を相対的に高精度に制御しなくてもよい。このため、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍに基づいて、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定（ここでは、実質的には、推定）可能である。

【0047】

しかしながら、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係ではない（特に、理想的な関係とは相対的に大きく異なっている）場合には、造形システム１がマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成することができない可能性がある。つまり、造形システム１が、マーク部材ＦＭから離れた位置にテストマークＴＭを形成してしまう可能性がある。そこで、マーク領域１３４のサイズ（特に、ＸＹ平面に沿ったサイズ）は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係からずれてしまった場合（特に、実際の造形システム１において生じ得る程度にずれてしまった場合、以下同じ）であっても、位置Ｃｈｆｍに位置する造形ヘッド１１が指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成することができるほどに大きなサイズに設定されていてもよい。同様に、マーク部材ＦＭのサイズ（特に、ＸＹ平面に沿ったサイズ）は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係からずれてしまった場合であっても、位置Ｃｈｆｍに位置する造形ヘッド１１が指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成することができるほどに大きなサイズに設定されていてもよい。

【0048】

尚、指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍが既知の情報である場合には、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍもまた、既知の情報となり得る。このため、制御装置１５は、マーク領域１３４の位置Ｃｓｆｍ及び当該マーク領域１３４の位置Ｃｓｆｍに対応する造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍに関する情報を記憶しておいてもよい。この場合、制御装置１５は、ステップＳ１２２において造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定することに代えて、記憶しておいた情報から造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定してもよい。

【0049】

その後、制御装置１５は、ステップＳ１２２で特定した位置Ｃｈｆｍに造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ１２３）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍに到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成する（ステップＳ１２４）。造形システム１は、上述した造形物、上述した構造層ＳＬ及び上述した３次元構造物ＳＴのうちの少なくとも一つを形成するための方法と同様の方法（例えば、図３（ａ）から図４（ｃ）に示す方法）を用いて、テストマークＴＭを形成する。つまり、テストマークＴＭは、上述した造形物と同様の構造物であってもよいし、上述した造形物の集合体と同様の構造物であってもよいし、上述した構造層ＳＬと同様の構造物であってもよいし、複数の構造層ＳＬが積層された上述した３次元構造物ＳＴと同様の構造物であってもよい。但し、後述するステップＳ１３１からステップＳ１３２においてテストマークＴＭの位置を特定する際に、計測装置１４の計測結果が示す計測対象物からテストマークＴＭを一意に特定することができるように、特定の形状及び寸法の少なくとも一方を有するマークであってもよい。

【0050】

その後、制御装置１５は、ステージ１３に設定された複数のマーク領域ＭＥに夫々配置された複数のマーク部材ＦＭの全てに対してテストマークＴＭが形成されたか否かを判定する（ステップＳ１２５）。ステップＳ１２５の判定の結果、全てのマーク部材ＦＭに対してテストマークＴＭが形成されていないと判定された場合には（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、制御装置１５は、ステップＳ１２１以降の処理を繰り返す。つまり、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４のうち、未だに指定マーク領域１３４ｄに指定されたことがない一のマーク領域１３４を、新たな指定マーク領域１３４ｄに指定する（ステップＳ１２１）。その後、制御装置１５は、新たに指定した指定マーク領域１３４ｄを対象に、テストマークＴＭを形成するための処理を行う（ステップＳ１２２からステップＳ１２４）。

【0051】

他方で、ステップＳ１２５の判定の結果、全てのマーク部材ＦＭに対してテストマークＴＭが形成されたと判定された場合には（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、計測装置１４は、ステージ１３上の物体（具体的には、テストマークＴＭを含む計測対象物）の状態を計測する（ステップＳ１３１）。計測装置１４の計測結果（つまり、テストマークＴＭを含む計測対象物の状態に関する情報）は、制御装置１５に出力される。尚、全てのマーク部材ＦＭに対してテストマークＴＭが形成されたと判定された場合に代えて、複数のマーク部材ＦＭのうちの一部のマーク部材ＦＭに対してテストマークＴＭが形成されたと判定した場合に、次のステップ（ステップＳ１３１）に移行してもよい。

【0052】

その後、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、ステージ座標系Ｃｓ内において、形成されたテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定する（ステップＳ１３２）。具体的には、制御装置１５の制御下でテストマークＴＭが形成されているため、テストマークＴＭの位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つは、制御装置１５にとって既知の情報である。従って、制御装置１５は、計測装置１４が計測した計測対象物の状態（特に、位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つ）に関する情報に基づいて、計測対象物からテストマークＴＭを特定することができる。例えば、制御装置１５は、パターンマッチング法等を用いて、計測対象物からテストマークＴＭを特定することができる。その後、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内において、特定したテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定する。

【0053】

その後、制御装置１５は、ステップＳ１３２で特定したテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ及び当該テストマークＴＭを形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（つまり、ステップＳ１２２で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ）に基づいて、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係を示す変換行列Ｔを算出する（ステップＳ１４１）。具体的には、複数のテストマークＴＭが形成されているため、ステップＳ１３２では、複数の位置Ｃｓｔｍが特定されている。同様に、ステップＳ１２２においても、複数の位置Ｃｈｆｍが特定されている。複数の位置Ｃｓｔｍのうちの第１のテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ１＝（Ｘｓｔｍ１、Ｙｓｔｍ１、Ｚｓｔｍ１）は、複数の位置Ｃｈｆｍのうち第１のテストマークＴＭを形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ１＝（Ｘｈｆｍ１、Ｙｈｆｍ１、Ｚｈｆｍ１）に対応する。つまり、（Ｘｈｆｍ１、Ｙｈｆｍ１、Ｚｈｆｍ１）＝Ｔ×（Ｘｓｔｍ１、Ｙｓｔｍ１、Ｚｓｔｍ１）という関係が成立する。同様に、複数の位置Ｃｓｔｍのうちの第２のテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ２＝（Ｘｓｔｍ２、Ｙｓｔｍ２、Ｚｓｔｍ２）は、複数の位置Ｃｈｆｍのうち第２のテストマークＴＭを形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ２＝（Ｘｈｆｍ２、Ｙｈｆｍ２、Ｚｈｆｍ２）に対応する。つまり、（Ｘｈｆｍ２、Ｙｈｆｍ２、Ｚｈｆｍ２）＝Ｔ×（Ｘｓｔｍ２、Ｙｓｔｍ２、Ｚｓｔｍ２）という関係が成立する。同様に、複数の位置Ｃｓｔｍのうちの第３のテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ３＝（Ｘｓｔｍ３、Ｙｓｔｍ３、Ｚｓｔｍ３）は、複数の位置Ｃｈｆｍのうち第３のテストマークＴＭを形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ３＝（Ｘｈｆｍ３、Ｙｈｆｍ３、Ｚｈｆｍ３）に対応する。つまり、（Ｘｈｆｍ３、Ｙｈｆｍ３、Ｚｈｆｍ３）＝Ｔ×（Ｘｓｔｍ３、Ｙｓｔｍ３、Ｚｓｔｍ３）という関係が成立する。従って、制御装置１５は、このような複数の位置Ｃｓｔｍと複数の位置Ｃｈｆｍとの間に成立する連立方程式を解くことで、変換行列Ｔを算出することができる。

【0054】

ヘッド座標系Ｃｈ及びステージ座標系Ｃｓの夫々が３次元座標系であるため、変換行列Ｔを算出するために、造形システム１は、少なくとも３つのテストマークＴＭを形成してもよい。つまり、ステージ１３には、少なくとも３つのマーク領域１３４が設定されていてもよい。この場合、少なくとも３つのマーク領域１３４は、ステージ座標系ＣｓのＸ軸に沿った位置が異なる２つのマーク領域１３４を含んでいてもよい。つまり、造形システム１は、ステージ座標系ＣｓのＸ軸に沿った位置が異なる少なくとも２つのテストマークＴＭを形成してもよい。少なくとも３つのマーク領域１３４は、Ｙ軸に沿った位置が異なる２つのマーク領域１３４を含んでいてもよい。つまり、造形システム１は、ステージ座標系ＣｓのＹ軸に沿った位置が異なる少なくとも２つのテストマークＴＭを形成してもよい。少なくとも３つのマーク領域１３４は、Ｚ軸に沿った位置が異なる２つのマーク領域１３４を含んでいてもよい。つまり、造形システム１は、ステージ座標系ＣｓのＺ軸に沿った位置が異なる少なくとも２つのテストマークＴＭを形成してもよい。上述した図２に示す例では、ステージ１３には、３つのマーク領域１３４＃１から１３４＃３が設定されている。更に、図２に示す例では、ステージ１３には、Ｘ軸に沿った位置が異なる２つのマーク領域１３４＃１及び１３４＃２（或いは、２つのマーク領域１３４＃２及び１３４＃３）が設定され、Ｙ軸に沿った位置が異なる３つのマーク領域１３４＃１から１３４＃３が設定され、Ｚ軸に沿った位置が異なる２つのマーク領域１３４＃１及び１３４＃３（或いは、２つのマーク領域１３４＃２及び１３４＃３）が設定されている。

【0055】

変換行列Ｔが算出されると、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）を、当該位置（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）に対応するステージ座標系Ｃｓ内の位置（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）に変換することができる。同様に、制御装置１５は、ステージ座標系Ｃｓ内の位置（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）を、当該位置（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）に対応するヘッド座標系Ｃｈ内の位置（Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈ）に変換することができる。更に、変換行列Ｔは、造形システム１がステージ１３に対して実際に付加加工を行うことで形成されたテストマークＴＭに基づいて算出されている。つまり、変換行列Ｔは、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の実際の位置Ｃｈｆｍと、ステージ座標系ＣｓにおけるテストマークＴＭの実際の位置Ｃｓｔｍとに基づいて算出されている。従って、変換行列Ｔには、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の実際の関係が反映されている。つまり、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の実際の関係が理想的な関係とは異なる場合であっても、変換行列Ｔには、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の位置とステージ座標系Ｃｓにおけるステージ１３上の物体の位置との間の実際の関係が反映されている。このため、制御装置１５は、変換行列Ｔを用いて、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置とステージ座標系Ｃｓ内の位置との相互変換を相対的に高精度に行うことができる。

【0056】

変換行列Ｔが算出された後には（或いは、テストマークＴＭの状態が計測された後には）、マーク領域１３４からマーク部材ＦＭが取り除かれる（ステップＳ１５１）。つまり、マーク部材ＦＭは、初期設定動作が行われる都度交換可能な部材に相当する。尚、マーク部材ＦＭは、次の初期設定動作が行われるまで、マーク領域１３４に位置していてもよい。また、複数回の初期設定動作で同じマーク部材ＦＭを用いてもよい。

【0057】

制御装置１５は、このような初期設定動作を、所望のタイミングで行う。例えば、制御装置１５は、造形システム１が作動し始める（例えば、造形システム１の電源が入れられる）たびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、ステージ１３にワークＷが配置されるたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、ステージ１３にワークＷが配置される前に又は配置された後に、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、一つの又は複数のワークＷに対する付加加工が完了するたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、造形システム１が作動してから一定時間が経過するたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、造形システム１のオペレータから初期設定動作を行う旨の指示が入力されるたびに、初期設定動作を行ってもよい。

【0058】

（２－２－２）ヘッド移動動作
続いて、位置合わせ動作のうちのヘッド移動動作について説明する。上述したように、ヘッド移動動作は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作である。以下、図６を参照しながら、ヘッド移動動作について説明する。

【0059】

図６に示すように、まずは、付加加工を行うべきワークＷがステージ１３に配置される（ステップＳ２１１）。ステージ１３は、保持領域１３２を介してワークＷを保持する。

【0060】

その後、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４のうちの一のマーク領域１３４を、テストマークＴＭを形成するためのマーク部材ＦＭが配置するべき指定マーク領域１３４ｄに指定する（ステップＳ２２１）。尚、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４の全てのマーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよいし、複数のマーク領域１３４のうちの一部マーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよい。その後、指定マーク領域１３４ｄにマーク部材ＦＭが配置される。

【0061】

その後、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定する（ステップＳ２２２）。具体的には、制御装置１５は、ヘッド移動動作においても、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定するために上述した初期設定動作において用いられた方法を用いて、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定する。つまり、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍに基づいて、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定（ここでは、実質的には、推定）する。但し、制御装置１５は、初期設定動作で算出した変換行列Ｔを用いて既知の情報である指定マーク領域１３４ｄの位置Ｃｓｆｍを変換することで、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍを特定してもよい。

【0062】

その後、制御装置１５は、ステップＳ２２２で特定した位置Ｃｈｆｍに造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ２２３）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍに到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成する（ステップＳ２２４）。ヘッド移動動作において形成されるテストマークＴＭは、上述した初期設定動作において形成されるテストマークＴＭと同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0063】

その後、計測装置１４は、ステージ１３上の物体（具体的には、テストマークＴＭ及びワークＷを含む計測対象物）の状態を計測する（ステップＳ２３１）。計測装置１４の計測結果（つまり、テストマークＴＭ及びワークＷを含む計測対象物の状態に関する情報）は、制御装置１５に出力される。

【0064】

その後、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、ステージ座標系Ｃｓ内において、形成されたテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定する（ステップＳ２３２）。具体的には、制御装置１５は、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定するために上述した初期設定動作において用いられた方法を用いて、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定する。

【0065】

更に、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、ステージ座標系Ｃｓ内において、ワーク造形面ＭＳＷにおいて造形を開始するべき造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定する（ステップＳ２３２）。具体的には、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果から、ステージ座標系Ｃｓ内でのワークＷの位置を特定することができる。更に、制御装置１５は、形成するべき３次元構造物ＳＴの３次元モデルデータに基づいて、ワークＷ上にどのように３次元構造物ＳＴを形成するかを特定することができる。ワークＷ上にどのように３次元構造物ＳＴを形成するかが特定されると、３次元構造物ＳＴを形成するために初めに造形物を形成するべき位置（例えば、１層目の構造層ＳＬ＃１を形成するために初めに造形物を形成するべき位置）が特定できる。３次元構造物ＳＴを形成するために初めに造形物を形成するべき位置は、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに相当する。

【0066】

その後、制御装置１５は、ステップＳ２３２で特定したテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ、当該テストマークＴＭを形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（つまり、ステップＳ２２２で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ）、及び、ステップＳ２３２で特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ２４１）。以下、図７を参照しながら、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ、及び、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作について更に詳細に説明する。

【0067】

図７の上部は、ステージ座標系ＣｓにおけるテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ＝（Ｘｓｔｍ、Ｙｓｔｍ、Ｚｓｔｍ）と造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔ＝（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ、Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ、Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ）との関係を示す平面図である。一方で、図７の下部は、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ＝（Ｘｈｆｍ、Ｙｈｆｍ、Ｚｈｆｍ）と造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔ＝（Ｘｈ＿ｓｔａｒｔ、Ｙｈ＿ｓｔａｒｔ、Ｚｈ＿ｓｔａｒｔ）との関係を示す平面図である。

【0068】

図７に示すように、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置Ｃｈｆｍに位置する造形ヘッド１１からの光ＥＬで、ステージ座標系Ｃｓ内の位置ＣｓｔｍにテストマークＴＭが形成されている。このため、ヘッド座標系Ｃｈ内の位置Ｃｈｆｍに位置する造形ヘッド１１からの光ＥＬの照射領域ＥＡは、ステージ座標系Ｃｓ内の位置Ｃｓｔｍに設定される。この場合、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡが位置Ｃｓｔｍから造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに移動するようにヘッド座標系Ｃｈ内で造形ヘッド１１が移動すれば、造形ヘッド１１が造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに位置することになる。

【0069】

具体的には、ステージ座標系Ｃｓにおいて、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔは、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍから、Ｘ軸に沿って（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｘｓｔｍ）という距離だけ離れている。ステージ座標系Ｃｓにおいて、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔは、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍから、Ｙ軸に沿って（Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｙｓｔｍ）という距離だけ離れている。ステージ座標系Ｃｓにおいて、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔは、テストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍから、Ｚ軸に沿って（Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｚｓｔｍ）という距離だけ離れている。このため、ステージ座標系Ｃｓ内において、照射領域ＥＡが、Ｘ軸に沿って（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｘｓｔｍ）という距離だけ移動し、Ｙ軸に沿って（Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｙｓｔｍ）という距離だけ移動し、且つ、Ｚ軸に沿って（Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｚｓｔｍ）という距離だけ移動するように、ヘッド座標系Ｃｈにおいて位置Ｃｈｆｍに位置していた造形ヘッド１１が移動すれば、造形ヘッド１１が造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに位置することになる。

【0070】

ここで、ヘッド座標系Ｃｈ内において、造形ヘッド１１が、Ｘ軸に沿って（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｘｓｔｍ）という距離だけ移動し、Ｙ軸に沿って（Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｙｓｔｍ）という距離だけ移動し、且つ、Ｚ軸に沿って（Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｚｓｔｍ）という距離だけ移動すれば、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡが位置Ｃｓｔｍから造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに移動する可能性はある。しかしながら、上述したように、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が常に理想的な関係にあるとは限らない。このため、ヘッド座標系Ｃｈ内で造形ヘッド１１がＸ軸に沿って（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｘｓｔｍ）という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡがＸ軸に沿って（Ｘｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｘｓｔｍ）という距離だけ移動するとは限らない。同様に、ヘッド座標系Ｃｈ内で造形ヘッド１１がＹ軸に沿って（Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｙｓｔｍ）という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡがＹ軸に沿って（Ｙｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｙｓｔｍ）という距離だけ移動するとは限らない。同様に、ヘッド座標系Ｃｈ内で造形ヘッド１１がＺ軸に沿って（Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｚｓｔｍ）という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡがＺ軸に沿って（Ｚｓ＿ｓｔａｒｔ－Ｚｓｔｍ）という距離だけ移動するとは限らない。そこで、制御装置１５は、変換行列Ｔを用いて、ステージ座標系ＣｓにおいてテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍから造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔへと移動する照射領域ＥＡの移動量及び移動方向を、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の移動量及び移動方向に変換する。その後、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈにおいて、位置Ｃｈｆｍに位置している造形ヘッド１１を、変換によって得られた移動方向に向かって、変換によって得られた移動量だけ移動させる。その結果、造形ヘッド１１は、照射領域ＥＡを造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに設定することが可能な造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに位置することになる。

【0071】

このように、本実施形態では、制御装置１５は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに適切に移動させることができる。つまり、制御装置１５は、移動後の造形ヘッド１１のヘッド座標系Ｃｈ内での位置が造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに一致するように（或いは、近づくように）、造形ヘッド１１を移動させることができる。言い換えれば、制御装置１５は、移動後の造形ヘッド１１からの光ＥＬが照射される照射領域ＥＡが造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに設定されるように、造形ヘッド１１を移動させることができる。尚、制御装置１５は、移動後の造形ヘッド１１からの光ＥＬによって形成される溶融池ＭＰが造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに設定されるように、造形ヘッド１１を移動させてもよく、移動後の造形ヘッド１１による供給位置ＭＡが造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに設定されるように、造形ヘッド１１を移動させてもよい。

【0072】

制御装置１５は、このようなヘッド移動動作を所望のタイミングで行う。例えば、制御装置１５は、ステージ１３にワークＷが配置されるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、一つの又は複数のワークＷに対する付加加工が完了するたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、造形システム１が作動してから一定時間が経過するたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、造形システム１のオペレータからヘッド移動動作を行う旨の指示が入力されるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、初期設定動作が行われるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。つまり、制御装置１５は、初期設定動作が行われる頻度と同じ頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、初期設定動作が行われる頻度よりも少ない頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置１５は、初期設定動作が行われる頻度よりも多い頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。

【0073】

尚、制御装置１５は、変換行列Ｔを用いて、ステージ座標系Ｃｓにおける造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに変換し、当該変換によって得られた造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに造形ヘッド１１を移動させてもよい。特に、上述した平行移動に関する行列、上述したスケーリングに関する行列及び上述した回転に関する行列の全てを変換行列Ｔが含む場合には、制御装置１５は、変換行列Ｔを用いて造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔを特定し、当該特定した造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに造形ヘッド１１を移動させてもよい。この場合であっても、制御装置１５は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに相応に適切に移動させることができる。

【0074】

（３）変形例
続いて、造形システム１の変形例について説明する。

【0075】

（３－１）第１変形例
初めに、第１変形例について説明する。第１変形例では、ヘッド移動動作の内容が上述したヘッド移動動作とは異なる。具体的には、第１変形例におけるヘッド移動動作は、上述したヘッド移動動作と同様に、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作である。但し、第１変形例におけるヘッド移動動作は、複数種類のテストマークＴＭを形成し、当該複数種類のテストマークＴＭのうちのいずれか一つの位置Ｃｓｔｍに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させるという点で、上述したヘッド移動動作とは異なる。以下、図８から図１０を参照しながら、第１変形例におけるヘッド移動動作について説明する。尚、上述したヘッド移動動作と同一の処理については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明を省略する。

【0076】

図８に示すように、まずは、付加加工を行うべきワークＷがステージ１３に配置される（ステップＳ２１１）。更に、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４のうちの一のマーク領域１３４を、テストマークＴＭを形成するためのマーク部材ＦＭが配置されるべき指定マーク領域１３４ｄに指定する（ステップＳ２２１）。尚、制御装置１５は、複数のマーク領域１３４の全てのマーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよいし、複数のマーク領域１３４のうちの一部マーク領域１３４を指定マーク領域１３４ｄに指定してもよい。この際、指定マーク領域１３４ｄにマーク部材ＦＭが配置される。

【0077】

上述したように、第１変形例では、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭには、複数種類のテストマークＴＭが形成される。具体的には、テストマークＴＭを形成している期間中の造形ヘッド１１の移動方向（特に、ヘッド座標系ＣｈのＸＹ平面に沿った移動方向）が異なる複数のテストマークＴＭが形成される。例えば、第１の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第１の方向とは異なる（例えば、第１の方向に交差する又は第１の方向とは逆向きの）第２の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭとが形成される。例えば、第１の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第２の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第１及び第２の方向とは異なる（例えば、第１及び第２の方向の少なくとも一方に交差する、又は、第１及び第２の方向の少なくとも一方とは逆向きの）第３の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭとが形成される。例えば、第１の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第２の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第３の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭと、第１から第３の方向とは異なる（例えば、第１から第３の方向の少なくとも一方に交差する、又は、第１から第３の方向の少なくとも一方とは逆向きの）第４の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭとが形成される。

【0078】

第１の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭは、ワーク造形面ＭＳＷに沿って第１の方向（或いは、ヘッド座標系Ｃｈでの第１の方向に対応する、ステージ座標系Ｃｓでの第５の方向）に沿って延びる線状のテストマークＴＭとなる。第２の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭは、ワーク造形面ＭＳＷに沿って第２の方向（或いは、ヘッド座標系Ｃｈでの第２の方向に対応する、ステージ座標系Ｃｓでの第６の方向）に沿って延びる線状のテストマークＴＭとなる。第３の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭは、ワーク造形面ＭＳＷに沿って第３の方向（或いは、ヘッド座標系Ｃｈでの第３の方向に対応する、ステージ座標系Ｃｓでの第７の方向）に沿って延びる線状のテストマークＴＭとなる。第４の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭは、ワーク造形面ＭＳＷに沿って第４の方向（或いは、ヘッド座標系Ｃｈでの第４の方向に対応する、ステージ座標系Ｃｓでの第８の方向）に沿って延びる線状のテストマークＴＭとなる。このため、第１変形例では、ワーク造形面ＭＳＷに沿った延伸方向が異なる複数のテストマークＴＭが形成されるとも言える。尚、複数のテストマークＴＭの延伸方向はワーク造形面ＭＳＷに沿っていなくてもよい。

【0079】

一例として、図１１は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）と、テストマークＴＭ（－Ｘ）と、テストマークＴＭ（＋Ｙ）と、テストマークＴＭ（－Ｙ）とが形成される例を示している。テストマークＴＭ（＋Ｘ）は、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの＋Ｘ側に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭである。テストマークＴＭ（－Ｘ）は、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの－Ｘ側に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭである。テストマークＴＭ（＋Ｙ）は、ヘッド座標系ＣｈのＹ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの＋Ｙ側に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭである。テストマークＴＭ（－Ｙ）は、ヘッド座標系ＣｈのＹ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの－Ｙ側に向かって移動する造形ヘッド１１によって形成されるテストマークＴＭである。以下の説明では、説明の便宜上、図１１に示す４種類のテストマークＴＭ（つまり、テストマークＴＭ（＋Ｘ）、テストマークＴＭ（－Ｘ）、テストマークＴＭ（＋Ｙ）及びテストマークＴＭ（－Ｙ））を形成するヘッド移動動作について説明する。但し、ヘッド移動動作において、図１１に示す４種類のテストマークＴＭとは異なる数の、異なる形状の及び／又は異なる方向に延びるテストマークＴＭが形成されてもよい。

【0080】

再び図８において、指定マーク領域１３４ｄを指定した後、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成し始めるときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）を特定する（ステップＳ３２２１）。尚、ステップＳ３２２１における位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）を特定する方法は、上述した図６のステップＳ２２２における位置Ｃｈｆｍを特定する方法と同一であってもよい。つまり、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈとステージ座標系Ｃｓとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域１３４ｄ内でテストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成し始める位置Ｃｓｆｍ（＋Ｘ）に基づいて、テストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成し始めるときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）を特定してもよい。後述するステップＳ３２２２における位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）を特定する方法、ステップＳ３２２３における位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ）を特定する方法及びステップＳ３２２４における位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ）を特定する方法についても同様である。

【0081】

その後、制御装置１５は、ステップＳ３２２１で特定した位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）に造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ３２３１）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）に到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの＋Ｘ側に向かって移造形ヘッド１１を移動させながら、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成する（ステップＳ３２４１）。

【0082】

更に、図８に示すように、テストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成するための処理に相前後して、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（－Ｘ）を形成し始めるときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）を特定する（ステップＳ３２２２）。その後、制御装置１５は、ステップＳ３２２２で特定した位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）に造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ３２３２）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）に到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ヘッド座標系ＣｈのＸ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの－Ｘ側に向かって造形ヘッド１１を移動させながら、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（－Ｘ）を形成する（ステップＳ３２４２）。

【0083】

更に、図９に示すように、テストマークＴＭ（＋Ｘ）及びテストマークＴＭ（－Ｘ）の少なくとも一方を形成するための処理に相前後して、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（＋Ｙ）を形成し始めるときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ）を特定する（ステップＳ３２２３）。その後、制御装置１５は、ステップＳ３２２３で特定した位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ）に造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ３２３３）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ）に到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ヘッド座標系ＣｈのＹ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの＋Ｙ側に向かって造形ヘッド１１を移動させながら、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（＋Ｙ）を形成する（ステップＳ３２４３）。

【0084】

更に、図９に示すように、テストマークＴＭ（＋Ｘ）、テストマークＴＭ（－Ｘ）及びテストマークＴＭ（＋Ｙ）の少なくとも一方を形成するための処理に相前後して、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈ内において、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（－Ｙ）を形成し始めるときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ）を特定する（ステップＳ３２２４）。その後、制御装置１５は、ステップＳ３２２４で特定した位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ）に造形ヘッド１１を移動させるようにヘッド駆動系１２を制御する（ステップＳ３２３４）。その後、造形ヘッド１１が位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ）に到達した後に、造形システム１は、制御装置１５の制御下で、ヘッド座標系ＣｈのＹ軸に沿って且つヘッド座標系Ｃｈの－Ｙ側に向かって造形ヘッド１１を移動させながら、指定マーク領域１３４ｄに配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭ（－Ｙ）を形成する（ステップＳ３２４４）。

【0085】

その後、図１０に示すように、計測装置１４は、ステージ１３上の物体（具体的には、４種類のテストマークＴＭ及びワークＷを含む計測対象物）の状態を計測する（ステップＳ３３１）。計測装置１４の計測結果（つまり、４種類のテストマークＴＭ及びワークＷを含む計測対象物の状態に関する情報）は、制御装置１５に出力される。

【0086】

その後、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、ステージ座標系Ｃｓ内において、形成された４種類のテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを特定する（ステップＳ３３２）。特に、制御装置１５は、各テストマークＴＭの端部（特に、各テストマークＴＭのうち最初に形成された部分に相当する端部）の位置を、位置Ｃｓｔｍとして特定する。尚、制御装置１５は、各テストマークＴＭの重心位置或いは中心位置を、位置Ｃｓｔｍとして特定してもよい。

【0087】

具体的には、図１１に示すように、テストマークＴＭ（＋Ｘ）は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の－Ｘ側の端部から＋Ｘ側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の－Ｘ側の端部の位置を、位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）として特定する。同様に、テストマークＴＭ（－Ｘ）は、テストマークＴＭ（－Ｘ）の＋Ｘ側の端部から－Ｘ側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置１５は、テストマークＴＭ（－Ｘ）の＋Ｘ側の端部の位置を、位置Ｃｓｔｍ（－Ｘ）として特定する。同様に、テストマークＴＭ（＋Ｙ）は、テストマークＴＭ（＋Ｙ）の－Ｙ側の端部から＋Ｙ側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｙ）の－Ｙ側の端部の位置を、位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）として特定する。同様に、テストマークＴＭ（－Ｙ）は、テストマークＴＭ（－Ｙ）の＋Ｙ側の端部から－Ｙ側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置１５は、テストマークＴＭ（－Ｙ）の＋Ｙ側の端部の位置を、位置Ｃｓｔｍ（－Ｙ）として特定する。

【0088】

更に、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果に基づいて、ステージ座標系Ｃｓ内において、ワーク造形面ＭＳＷ上の造形を開始するべき造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定する（ステップＳ３３２）。尚、ステップＳ３３２における造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定する方法は、上述した図６のステップＳ２３２における造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔを特定する方法と同一であってもよい。

【0089】

その後、制御装置１５は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ３４１１からステップＳ３４１４）。第１変形例では特に、制御装置１５は、ワークＷに対する付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１が移動開始する際の造形ヘッド１１の移動方向と同じ方向に向かって移動した造形ヘッド１１によって形成されたテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ＋Ｘ側に向かって移動開始する場合には、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ－Ｘ側に向かって移動開始する場合には、制御装置１５は、テストマークＴＭ（－Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（－Ｘ）に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ＋Ｙ側に向かって移動開始する場合には、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ－Ｙ側に向かって移動開始する場合には、制御装置１５は、テストマークＴＭ（－Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（－Ｙ）に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。

【0090】

このように造形ヘッド１１を移動させるために、制御装置１５はまず、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がどの方向に向かって移動開始するかを判定する（ステップＳ３５）。制御装置１５は、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１が移動開始する際の造形ヘッド１１の移動方向がどの方向であるかを判定する（ステップＳ３５）。制御装置１５は、造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに位置している造形ヘッド１１が、付加加工の開始に伴ってどの方向に向かって移動開始するかを判定する（ステップＳ３５）。具体的には、制御装置１５は、計測装置１４の計測結果から、ステージ座標系Ｃｓ内でのワークＷの位置を特定することができる。更に、制御装置１５は、形成するべき３次元構造物ＳＴの３次元モデルデータに基づいて、ワークＷ上にどのように３次元構造物ＳＴを形成するかを特定することができる。ワークＷ上にどのように３次元構造物ＳＴを形成するかが特定されると、３次元構造物ＳＴを形成するための造形ヘッド１１の移動軌跡（例えば、１層目の構造層ＳＬ＃１を形成するための造形ヘッド１１の移動軌跡）が特定できる。造形ヘッド１１の移動軌跡が特定できると、ワークＷに対して付加加工を開始する際の造形ヘッド１１の移動方向も特定できる。

【0091】

ステップＳ３５において、造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ＋Ｘ側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置１５は、ステップＳ３３２で特定したテストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）、当該テストマークＴＭ（＋Ｘ）を形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）（つまり、ステップＳ３２２１で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ））、及び、ステップＳ３３２で特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ３４１１）。尚、ステップＳ３４１１におけるテストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）、及び、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作は、上述した図６のステップＳ２４１におけるテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ、及び、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作と同一であってもよい。このため、その詳細な説明は省略するが、以下その概要について簡単に説明する。例えば、図１２に示すように、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）＝（Ｘｓｔｍ（＋Ｘ）、Ｙｓｔｍ（＋Ｘ）、Ｚｓｔｍ（＋Ｘ））から造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔへと移動する照射領域ＥＡの移動量及び移動方向を特定する。その後、制御装置１５は、変換行列Ｔを用いて、ステージ座標系Ｃｓにおいて特定した照射領域ＥＡの移動量及び移動方向を、ヘッド座標系Ｃｈにおける造形ヘッド１１の移動量及び移動方向に変換する。その後、制御装置１５は、ヘッド座標系Ｃｈにおいて、位置Ｃｈｆｍ（＋Ｘ）に位置している造形ヘッド１１を、変換によって得られた移動方向に向かって、変換によって得られた移動量だけ移動させる。その結果、造形ヘッド１１は、造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに位置することになる。

【0092】

ステップＳ３５において、造形ヘッド１１がＸ軸に沿って且つ－Ｘ側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置１５は、ステップＳ３３２で特定したテストマークＴＭ（－Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（－Ｘ）、当該テストマークＴＭ（－Ｘ）を形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）（つまり、ステップＳ３２２２で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ））、及び、ステップＳ３３２で特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ３４１２）。ステップＳ３４１２におけるテストマークＴＭ（－Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（－Ｘ）、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｘ）、及び、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作は、上述した図６のステップＳ２４１におけるテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍ、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ、及び、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる動作と同一であってもよい。後述するステップＳ３４１３及びステップＳ３４１４においても同様である。

【0093】

ステップＳ３５において、造形ヘッド１１がＹ軸に沿って且つ＋Ｙ側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置１５は、ステップＳ３３２で特定したテストマークＴＭ（＋Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）、当該テストマークＴＭ（＋Ｙ）を形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ）（つまり、ステップＳ３２２３で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（＋Ｙ））、及び、ステップＳ３３２で特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ３４１３）。

【0094】

ステップＳ３５において、造形ヘッド１１がＹ軸に沿って且つ－Ｙ側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置１５は、ステップＳ３３２で特定したテストマークＴＭ（－Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（－Ｙ）、当該テストマークＴＭ（－Ｙ）を形成したときの造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ）（つまり、ステップＳ３２２４で特定した造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ（－Ｙ））、及び、ステップＳ３３２で特定した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる（ステップＳ３４１４）。

【0095】

このように、第１変形例においても、上述したように、制御装置１５は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに適切に移動させることができる。つまり、制御装置１５は、移動後の造形ヘッド１１のヘッド座標系Ｃｈ内での位置が造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに一致するように（或いは、近づくように）、造形ヘッド１１を移動させることができる。言い換えれば、制御装置１５は、移動後の造形ヘッド１１からの光ＥＬが照射される照射領域ＥＡが造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに設定されるように、造形ヘッド１１を移動させることができる。

【0096】

第１変形例では更に、造形ヘッド１１の移動方向の違いに起因してワークＷ上での造形物の形成位置が変わってしまう可能性がある場合であっても、ワークＷ上の適切な位置に造形物を形成することができるように、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに適切に移動させることができる。具体的には、ヘッド駆動系１２の特性によっては、ヘッド座標系Ｃｈでの造形ヘッド１１の位置と当該造形ヘッド１１によって形成される造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置との間の相対的な位置関係が、造形ヘッド１１の移動方向によって変動する可能性がある。例えば、造形ヘッド１１が第１の方向に向かっている場合におけるヘッド座標系Ｃｈでの造形ヘッド１１の位置と当該造形ヘッド１１によって形成される造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置との間の相対的な位置関係が、造形ヘッド１１が第２の方向に向かっている場合におけるヘッド座標系Ｃｈでの造形ヘッド１１の位置と当該造形ヘッド１１によって形成される造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置との間の相対的な位置関係と異なるものとなる可能性がある。この場合、ヘッド座標系Ｃｈ内のある位置から第１の方向に向かって移動開始した造形ヘッド１１が形成する造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置（特に、造形物のうちの造形開始部分に相当する端部のステージ座標系Ｃｓでの位置）が、ヘッド座標系Ｃｈ内の同じ位置から第２の方向に向かって移動開始した造形ヘッド１１が形成する造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置と一致しなくなる可能性がある。その結果、造形物の集合体である３次元構造物ＳＴの形状精度が悪化する可能性がある。しかるに、第１変形例では、制御装置１５は、異なる複数の方向に向かって移動する造形ヘッド１１によって夫々形成された複数のテストマークＴＭの位置に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる。このため、ヘッド座標系Ｃｈでの造形ヘッド１１の位置と当該造形ヘッド１１によって形成される造形物のステージ座標系Ｃｓでの位置との間の相対的な位置関係が造形ヘッド１１の移動方向によって変動する場合であっても、造形ヘッド１１は、ステージ座標系Ｃｓの造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔから適切な造形物を形成することができる。このため、３次元構造物ＳＴの形状精度の悪化が適切に抑制される。

【0097】

尚、第１変形例において、ワークＷに対する付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１が移動開始する際の造形ヘッド１１の移動方向と異なる方向に向かって移動した造形ヘッド１１によって形成されたテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍを用いてもよい。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸及びＹ軸に対して４５度の方向に沿って且つ＋Ｘ側及び＋Ｙ側に向かって移動開始する場合には、制御装置１５は、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）及びテストマークＴＭ（＋Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）に基づいて、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させてもよい。付加加工の開始に伴って造形ヘッド１１がＸ軸及びＹ軸に対して４５度の方向に沿って且つ＋Ｘ側及び＋Ｙ側に向かって移動開始する場合には、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）及びテストマークＴＭ（＋Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）の平均値を用いてもよく、４５度でない場合には、テストマークＴＭ（＋Ｘ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｘ）及びテストマークＴＭ（＋Ｙ）の位置Ｃｓｔｍ（＋Ｙ）の加重平均を用いてもよい。このように、複数のテストマークＴＭの位置Ｃｓｔｍの統計量を用いてもよい。

【0098】

尚、上述した説明では、複数種類のテストマークＴＭが、指定マーク領域１３４ｄに配置された同じマーク部材１３４に形成されている。しかしながら、複数種類のテストマークＴＭの一部が、第１の指定マーク領域１３４ｄ－１に配置された第１のマーク部材ＦＭ－１に形成され、複数種類のテストマークＴＭの他の一部が、第１の指定マーク領域１３４ｄ－１とは異なる第２の指定マーク領域１３４ｄ－２に配置された第２のマーク部材ＦＭ－２に形成されていてもよい。

【0099】

また、上述した説明では、各テストマークＴＭ（＋Ｘ）、ＴＭ（－Ｘ）、ＴＭ（＋Ｙ）、ＴＭ（－Ｙ）の形状が一直線状であったが、テストマークの形状は一直線状でなくてもよく、例えば曲線状や鉤状であってもよい。

【0100】

（３－２）第２変形例
造形動作が行われている造形期間中は、ワークＷの表面（或いは、ワークＷ上に形成された構造層ＳＬの表面）に相当する造形面ＭＳに対して光ＥＬが照射される。このため、造形面ＣＳを介して（更には、構造層ＳＬを介して）光ＥＬからワークＷに対して熱が伝達される可能性がある。ワークＷに熱が伝達されると、ワークＷが熱膨張する可能性がある。一方で、造形動作が終了すると、造形面ＭＳに光ＥＬが照射されなくなるため、光ＥＬからワークＷに対して熱が伝達されなくなる。このため、熱膨張していたワークＷが収縮する可能性がある。

【0101】

このようにワークＷが熱膨張及び収縮する可能性があることを考慮すれば、ワークＷが熱膨張している状態でワークＷ上に形成された造形物（或いは、構造層ＳＬ又は３次元構造物ＳＴ）は、ワークＷの収縮に伴って収縮する可能性がある。その結果、３次元構造物ＳＴの形状精度が悪化する可能性がある。

【0102】

そこで、第２変形例では、造形システム１は、造形期間中のワークＷの形状に基づいて、付加加工によって形成するべき造形物のサイズを制御する。具体的には、計測装置１４は、造形動作が開始される前に、ワークＷの形状を計測する。その結果、制御装置１５は、ワークＷの本来の形状（つまり、設計上の形状）に関する第１形状情報を計測装置１４から取得することができる。或いは、制御装置１５は、ワークＷの設計データを取得することで、ワークＷの本来の形状に関する第１形状情報を取得してもよい。更に、計測装置１４は、造形期間中の所望のタイミングでワークＷの形状を計測する。その結果、制御装置１５は、ワークＷの現在の形状に関する第２形状情報を計測装置１４から取得することができる。その後、制御装置１５は、取得した第１及び第２形状情報に基づいて、ワークＷの本来の形状に対してワークＷの実際の形状が異なっているか否かを判定する。その結果、ワークＷの本来の形状に対してワークＷの実際の形状が異なっていると判定された場合には、光ＥＬから伝達される熱によってワークＷが変形している（典型的には、熱膨張している）と推定される。

【0103】

ワークＷが熱膨張している場合には、制御装置１５は、ワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれ量に基づいて、ワークＷに形成する造形物のサイズを制御しながら造形物を形成していく。ここで、ワークＷの熱膨張に起因したワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれは、ワークＷの本来の形状に対してワークＷの実際の形状が拡大又は縮小しているというスケーリングに関するずれを含む。具体的には、例えば、図１３（ａ）は、ワークＷが熱膨張していない場合にワークＷに形成される造形物を示す平面図である。一方で、図１３（ｂ）は、ワークＷが熱膨張している場合にワークＷに形成される造形物を示す平面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、熱膨張しているワークＷは、本来の形状を有する（つまり、熱膨張していない）ワークＷに対して、拡大した形状を有している。この場合、制御装置１５は、ワークＷが熱膨張している場合は、ワークＷが熱膨張していない場合と比較して、ワークＷに形成される造形物のサイズもまた大きくなるように造形物のサイズを制御しながら、造形物を形成してもよい。例えば、制御装置１５は、ワークＷの本来の形状とワークＷの実際の形状との関係を規定する相関情報を特定し、当該相関情報に基づいて造形物のサイズを制御してもよい。このような相関情報の一例として、本来のワークＷ（例えば、熱膨張していないワークＷ）のある位置をステージ座標系Ｃｓで示す座標と実際のワークＷ（例えば、熱膨張しているワークＷ）の同じ位置をステージ座標系Ｃｓで示す座標との関係を規定する行列（例えば、スケーリングに関する行列）があげられる。

【0104】

制御装置１５は、ワークＷが熱膨張している場合におけるワークＷのサイズに対する造形物のサイズの比率と、ワークＷが熱膨張していない場合におけるワークＷのサイズに対する造形物のサイズの比率との差分が小さくなるように、造形物のサイズを制御してもよい。特に、制御装置１５は、ワークＷが熱膨張している場合におけるワークＷのサイズに対する造形物のサイズの比率と、ワークＷが熱膨張していない場合におけるワークＷのサイズに対する造形物のサイズの比率とが一致するように、造形物のサイズを制御してもよい。

【0105】

このような第２変形例によれば、ワークＷが熱膨張している状態でワークＷ上に形成された造形物（或いは、構造層ＳＬ又は３次元構造物ＳＴ）がワークＷの収縮に伴って収縮したとしても、収縮した造形物のサイズが、そもそも熱膨張していない（それゆえに、収縮もしていない）ワークＷ上に形成された造形物のサイズ（つまり、本来形成するべきであった造形物のサイズ）から大きくずれてしまうことはない。場合によっては、収縮した造形物のサイズは、そもそも熱膨張していないワークＷ上に形成された造形物のサイズ（つまり、本来形成するべきであった造形物のサイズ）と一致し得る。このため、３次元構造物ＳＴの形状精度の悪化が適切に抑制される。

【0106】

尚、上述した説明では、ワークＷの現在の形状を計測し且つワークＷの現在の形状に関する第２形状情報を取得する動作は、造形動作が行われる造形期間中に行われている。しかしながら、ワークＷの現在の形状を計測し且つワークＷの現在の形状に関する第２形状情報を取得する動作は、造形動作が開始される前に行われてもよい。というのも、造形動作が開始されていない（つまり、光ＥＬが造形面ＭＳに照射されていない）場合であっても、何らかの要因によってワークＷが熱膨張している可能性があるからである。

【0107】

上述した説明では、ワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれが、光ＥＬから伝達される熱によって生ずる例について説明している。しかしながら、ワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれは、光ＥＬから伝達される熱とは異なる他の要因で生ずる可能性がある。この場合であっても、制御装置１５は、ワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれ量に基づいて、ワークＷに形成する造形物のサイズを制御しながら造形物を形成してもよい。その結果、３次元構造物ＳＴの形状精度の悪化が抑制される。

【0108】

上述した説明では、ワークＷの熱膨張に起因したワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれは、ワークＷの本来の形状に対してワークＷの実際の形状が拡大又は縮小しているというスケーリングに関するずれを含んでいる。しかしながら、ワークＷの熱膨張に起因したワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれは、本来のワークＷに対して実際のワークＷが平行移動している（例えば、ＸＹ平面に沿って平行移動している）という平行移動に関するずれを含んでいてもよい。ワークＷの熱膨張に起因したワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれは、本来のワークＷに対して実際のワークＷが回転している（例えば、Ｚ軸周りに回転している）という回転に関するずれを含んでいてもよい。この場合にも、制御装置１５は、ワークＷの本来の形状に対するワークＷの実際の形状のずれ量に基づいて、３次元構造物ＳＴの形状精度の悪化を防ぐように（例えば、ずれが発生している状況で形成される３次元構造物ＳＴの形状とずれが発生していない状況で形成される３次元構造物ＳＴの形状との差分を小さくする又は一致させる）ように、ワークＷに形成する造形物のサイズ（或いは、形成位置等のその他の任意の特性）を制御しながら造形物を形成していってよい。

【0109】

（３－３）第３変形例
続いて、第３変形例について説明する。第３変形例では、第３変形例における造形システム１ｃの構造の一部が、上述した造形システム１の構造とは異なる。以下、図１４を参照しながら、第３変形例における造形システム１ｃの構造について説明する。尚、上述した造形システム１の構造と同一の構造については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0110】

図１４に示すように、造形システム１ｃは、造形ヘッド１１に代えて造形ヘッド１１ｃを備えているという点で、上述した造形システム１とは異なる。造形ヘッド１１ｃは、照射系１１１及び材料ノズル１１２に加えて、材料ノズル１１２ｃを更に備えているという点で、上述した造形ヘッド１１とは異なる。造形システム１ｃのその他の構造は、造形システム１のその他の構造と同一であってもよい。

【0111】

材料ノズル１１２ｃは、造形材料Ｍを供給する供給アウトレット（つまり、供給口）１１４ｃを有する。材料ノズル１１２ｃは、供給アウトレット１１４ｃから造形材料Ｍを供給（具体的には、噴射）する。材料ノズル１１２ｃは、造形材料Ｍの供給源である不図示の材料供給装置と、不図示のパイプ等の粉体伝送部材を介して物理的に接続されている。材料ノズル１１２ｃは、粉体伝送部材を介して材料供給装置から供給される造形材料Ｍを供給する。尚、図１４において材料ノズル１１２ｃは、チューブ状に描かれているが、材料ノズル１１２ｃの形状は、この形状に限定されない。

【0112】

材料ノズル１１２ｃは、材料ノズル１１２ｃから下方（つまり、－Ｚ側）に向けて造形材料Ｍを供給する。材料ノズル１１２ｃの下方には、ステージ１３が配置されている。ステージ１３にワークＷが搭載されている場合には、材料ノズル１１２ｃは、ワークＷに向けて造形材料Ｍを供給する。

【0113】

材料ノズル１１２ｃは、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡに向けて造形材料Ｍを供給するように、照射系１１１に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル１１２ｃが造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡｃと照射領域ＥＡとが一致する（或いは、少なくとも部分的に重複する）ように、材料ノズル１１２ｃと照射系１１１とが位置合わせされている。つまり、材料ノズル１１２ｃが造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡｃと、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡとが一致する（或いは、少なくとも部分的に重複する）。但し、材料ノズル１１２ｃが造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡｃが、材料ノズル１１２が造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に設定される供給領域ＭＡと重複していなくてもよい。

【0114】

第３変形例では特に、材料ノズル１１２ｃから供給される造形材料Ｍの進行方向は、材料ノズル１１２から供給される造形材料Ｍの進行方向とは異なる。材料ノズル１１２ｃからの造形材料Ｍの供給方向は、材料ノズル１１２からの造形材料Ｍの供給方向とは異なる。つまり、第３変形例では、造形システム１ｃは、ワークＷ又はステージ１３の上面１３１（特に、マーク領域１３４又はマーク部材ＦＭ）に対して、異なる複数の方向から造形材料Ｍを供給することができる。この場合、例えば、造形システム１ｃは、材料ノズル１１２から造形材料Ｍを供給しながらマーク部材ＦＭに付加加工を行って、マーク部材ＦＭに第１のテストマークＴＭを形成し、材料ノズル１１２ｃから造形材料Ｍを供給しながらマーク部材ＦＭに付加加工を行って、マーク部材ＦＭに第１のテストマークＴＭとは異なる第２のテストマークＴＭを形成してもよい。尚、材料ノズル１１２ｃから供給される造形材料Ｍの進行方向はＺ軸に対して所定の角度（一例として鋭角）だけ傾いた方向であるが、真下（つまり、Ｚ軸と一致する方向）であってもよい。

【0115】

尚、上述した説明では、造形システム１ｃは、照射系１１１及び材料ノズル１１２に加えて材料ノズル１１２ｃを備える単一の造形ヘッド１１ｃを備えている。しかしながら、造形システム１ｃは、照射系１１１及び材料ノズル１１２を備える造形ヘッド１１とは別個に、材料ノズル１１２ｃを備える造形ヘッド１１ｃ－１を備えていてもよい。この場合、ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１とは別個独立に造形ヘッド１１ｃ－１を移動させてもよい。

【0116】

（３－４）第４変形例
続いて、第４変形例について説明する。第４変形例では、第４変形例における造形システム１ｄの構造の一部が、上述した造形システム１の構造とは異なる。以下、図１５を参照しながら、第４変形例における造形システム１ｄの構造について説明する。尚、上述した造形システム１の構造と同一の構造については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0117】

図１５に示すように、造形システム１ｄは、造形ヘッド１１に代えて造形ヘッド１１ｄを備えているという点で、上述した造形システム１とは異なる。造形ヘッド１１ｄは、照射系１１１及び材料ノズル１１２に加えて、照射系１１１ｄを更に備えているという点で、上述した造形ヘッド１１とは異なる。造形システム１ｄのその他の構造は、造形システム１のその他の構造と同一であってもよい。

【0118】

照射系１１１ｄは、射出部１１３ｄから光ＥＬを射出するための光学系（例えば、集光光学系）である。具体的には、照射系１１１ｄは、光ＥＬを発する不図示の光源と、光ファイバ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射系１１１ｄは、光伝送部材を介して光源から伝搬してくる光ＥＬを射出する。照射系１１１ｄは、照射系１１１ｄから下方（つまり、－Ｚ側）に向けて光ＥＬを照射する。照射系１１１ｄの下方には、ステージ１３が配置されている。ステージ１３にワークＷが搭載されている場合には、照射系１１１ｄは、ワークＷに向けて光ＥＬを照射可能である。具体的には、照射系１１１ｄは、光ＥＬが照射される（典型的には、集光される）領域としてワークＷ上に設定される所定形状の照射領域ＥＡｄに光ＥＬを照射する。更に、照射系１１１ｄの状態は、制御装置１５の制御下で、照射領域ＥＡｄに光ＥＬを照射する状態と、照射領域ＥＡｄに光ＥＬを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射系１１１ｄが光ＥＬを照射する照射領域ＥＡｄは、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡと一致していてもよい。照射系１１１ｄが光ＥＬを照射する照射領域ＥＡｄは、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡと少なくとも部分的に重複していてもよい。照射系１１１ｄが光ＥＬを照射する照射領域ＥＡｄは、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡと重複していなくてもよい。

【0119】

第４変形例では特に、照射系１１１ｄから照射される光ＥＬの進行方向は、照射系１１１から照射される光ＥＬの進行方向とは異なる。照射系１１１ｄからの光ＥＬの照射方向は、照射系１１１からの光ＥＬの照射方向とは異なる。つまり、第４変形例では、造形システム１ｄは、ワークＷ又はステージ１３の上面１３１（特に、マーク領域１３４又はマーク部材ＦＭ）に対して、異なる複数の方向から光ＥＬを照射することができる。この場合、例えば、造形システム１ｄは、照射系１１１が照射する光ＥＬでマーク部材ＦＭに付加加工を行って、マーク部材ＦＭに第１のテストマークＴＭを形成し、照射系１１１ｄが照射する光ＥＬでマーク部材ＦＭに付加加工を行って、マーク部材ＦＭに第１のテストマークＴＭとは異なる第２のテストマークＴＭを形成してもよい。尚、材料ノズル１１２ｃから供給される造形材料Ｍの進行方向は真下（つまり、Ｚ軸と一致する方向）であるが、Ｚ軸に対して所定の角度（一例として鋭角）だけ傾いた方向であってもよい。

【0120】

尚、上述した説明では、造形システム１ｄは、照射系１１１及び材料ノズル１１２に加えて照射系１１１ｄを備える単一の造形ヘッド１１ｄを備えている。しかしながら、造形システム１ｄは、照射系１１１及び材料ノズル１１２を備える造形ヘッド１１とは別個に、照射系１１１ｄを備える造形ヘッド１１ｄ－１を備えていてもよい。この場合、ヘッド駆動系１２は、造形ヘッド１１とは別個独立に造形ヘッド１１ｄ－１を移動させてもよい。

【0121】

また、第４変形例においても、第３変形例と同様に、造形ヘッド１１ｄは、材料ノズル１１２ｃを備えていてもよい。この場合、材料ノズル１１２は、照射系１１１が光ＥＬを照射する照射領域ＥＡに造形材料Ｍを供給し、材料ノズル１１２ｃは、照射系１１１ｄが光ＥＬを照射する照射領域ＥＡｄに造形材料Ｍを供給してもよい。或いは、造形システム１ｄは、照射系１１１及び材料ノズル１１２を備える造形ヘッド１１とは別個に、照射系１１１ｄ及び材料ノズル１１２ｃを備える造形ヘッド１１ｄ－２を備えていてもよい。

【0122】

（３－５）その他の変形例
上述した説明では、マーク領域１３４にマーク部材ＦＭが配置される。しかしながら、マーク領域１３４にマーク部材ＦＭが配置されなくてもよい。この場合、造形システム１は、マーク部材ＦＭではなく、マーク領域１３４にテストマークＴＭを形成してもよい。

【0123】

上述した説明では、造形システム１は、マーク領域１３４に配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成している。しかしながら、造形システム１は、マーク領域１３４とは異なる領域に配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成してもよい。例えば、造形システム１は、ステージ１３の非保持領域１３３の任意の位置に配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成してもよい。造形システム１は、ステージ１３の保持領域１３２の任意の位置に配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成してもよい。造形システム１は、ステージ１３が保持するワークＷの任意の位置に配置されたマーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成してもよい。

【0124】

上述した説明では、造形システム１は、マーク部材ＦＭにテストマークＴＭを形成している。しかしながら、造形システム１は、マーク部材ＦＭとは異なる部材にテストマークＴＭを形成してもよい。例えば、造形システム１は、ステージ１３の非保持領域１３３の任意の位置にテストマークＴＭを形成してもよい。例えば、造形システム１は、ステージ１３の保持領域１３２の任意の位置にテストマークＴＭを形成してもよい。造形システム１は、ステージ１３が保持するワークＷの任意の位置にテストマークＴＭを形成してもよい。ステージ１３によって保持されるワークＷにテストマークＴＭを形成する場合、テストマークＴＭが形成される位置は、造形物が造形される領域と異なっていてもよい。

【0125】

上述した説明では、初期設定動作において、複数のマーク領域１３４に複数のマーク部材ＦＭが夫々配置される。しかしながら、複数のマーク領域１３４のうちの一部にマーク部材ＦＭが配置される一方で、複数のマーク領域１３４のうちの残りの一部にマーク部材ＦＭが配置されなくてもよい。例えば、複数のマーク領域１３４のうち変換行列Ｔを算出するために必要な数のマーク領域１３４にマーク部材ＦＭが配置される一方で、複数のマーク領域１３４のうちの残りにマーク部材ＦＭが配置されなくてもよい。上述した例では、変換行列Ｔを算出するために、少なくとも３つのマーク領域１３４に夫々配置された少なくとも３つのマーク部材ＦＭの夫々にテストマークＴＭが形成されている。この場合、ステージ１３に４つ以上のマーク領域１３４が設定されている場合には、例えば、３つのマーク領域１３４に少なくとも３つのマーク部材ＦＭが配置される一方で、残りの１つ以上のマーク領域１３４にマーク部材ＦＭが配置されなくてもよい。

【0126】

上述した説明では、造形システム１は、ワークＷへの付加加工を行うための造形動作を開始する前に、位置合わせ動作を行っている。しかしながら、造形システム１は、その他のタイミングで位置合わせ動作を行ってもよい。例えば、造形システム１は、造形動作を完了した後に（つまり、３次元構造物ＳＴを形成した後に）、次に行う造形動作に備えた位置合わせ動作（特に、初期設定動作）を行ってもよい。例えば、造形システム１は、造形動作の途中で造形動作を一時的に中断した上で、位置合わせ動作を行ってもよい。この場合、造形システム１は、位置合わせ動作が完了した後に、中断していた造形動作を再開する。一例として、例えば、造形システム１は、ある構造層ＳＬが形成されるたびに、次の構造層ＳＬを形成する前に造形動作を一時的に中断した上で、位置合わせ動作を行ってもよい。

【0127】

上述した説明では、ヘッド移動動作は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させるための動作である。しかしながら、ヘッド移動動作は、造形ヘッド１１をヘッド座標系Ｃｈ内の任意の位置Ｃｈ＿ａｎｙに移動させるための動作を含んでいてもよい。制御装置１５は、造形ヘッド１１を造形開始位置Ｃｈ＿ｓｔａｒｔに移動させる場合と同様の動作を行うことで、造形ヘッド１１をヘッド座標系Ｃｈ内の任意の位置Ｃｈ＿ａｎｙに移動させてもよい。つまり、制御装置１５は、上述した造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔに代えてステージ座標系Ｃｓ内の任意の位置Ｃｓ＿ａｎｙを特定し、テストマークの位置Ｃｓｔｍ、造形ヘッド１１の位置Ｃｈｆｍ、及び、位置Ｃｓ＿ａｎｙに基づいて、ヘッド座標系Ｃｈにおいて、造形ヘッド１１を位置Ｃｓ＿ａｎｙに対応する位置Ｃｈ＿ａｎｙに移動させてもよい。

【0128】

上述した説明では、造形システム１は、造形ヘッド１１を移動させるヘッド駆動系１２を備えている。しかしながら、造形システム１は、ヘッド駆動系１２に加えて又は代えて、ステージ１３を移動させるステージ駆動系を備えていてもよい。ステージ駆動系は、ステージ１３をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つの方向に移動させてもよい。ステージ駆動系によるステージ１３の移動により、ヘッド駆動系１２による造形ヘッド１１の移動と同様に、ステージ１３と造形ヘッド１１との間の相対的な位置関係（つまり、ワークＷと照射領域ＥＡとの間の相対的な位置関係）が変更される。

【0129】

上述した説明では、造形システム１は、造形ヘッド１１を移動させることで、造形面ＭＳに対して照射領域ＥＡを移動させている。しかしながら、造形システム１は、造形ヘッド１１を移動させることに加えて又は代えて、光ＥＬを偏向させることで造形面ＭＳに対して照射領域ＥＡを移動させてもよい。この場合、照射系１１１は、例えば、光ＥＬを偏向可能な光学系（例えば、ガルバノミラー等）を備えていてもよい。

【0130】

上述した説明では、位置合わせ動作は、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行うようにワークＷに対して（つまり、ステージ１３に対して）造形ヘッド１１を移動させる動作である。ここで、ワークＷと造形ヘッド１１との位置合わせを行う目的は、造形ヘッド１１の移動により照射領域ＥＡの位置を変更することで、ワークＷの所望位置（例えば、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔ）に照射領域ＥＡを設定することである。そうすると、位置合わせ動作は、実質的には、ワークＷと照射領域ＥＡとの位置合わせを行うために、ワークＷに対して（つまり、ステージ１３に対して）照射領域ＥＡを移動させる動作と等価である。この場合、造形システム１は、位置合わせ動作を行うために、ヘッド駆動系１２を用いて造形ヘッド１１を移動させることに加えて又は代えて、上述したステージ駆動系を用いてステージ１３を移動させることで、ワークＷに対して（つまり、ステージ１３に対して）照射領域ＥＡを移動させてもよい。例えば、造形システム１は、造形ヘッド１１の位置を固定したまま又は造形ヘッド１１の移動に合わせて、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡが所望の位置に設定されるように、ステージ座標系Ｃｓ内でステージ１３を移動させてもよい。或いは、造形システム１は、位置合わせ動作を行うために、造形ヘッド１１及びステージ１３の少なくとも一方を移動させることに加えて又は代えて、上述した光ＥＬを偏向可能な光学系（例えば、ガルバノミラー等）を用いて照射領域ＥＡを移動させることで、ワークＷに対して（つまり、ステージ１３に対して）照射領域ＥＡを移動させてもよい。例えば、造形システム１は、造形ヘッド１１の位置を固定したまま又は造形ヘッド１１の移動に合わせて、ステージ座標系Ｃｓ内で照射領域ＥＡが所望の位置に設定されるように（図７参照）、ヘッド座標系Ｃｈ内で照射領域ＥＡを移動させてもよい。いずれの場合であっても、上述した位置合わせ動作を行うことで、ワークＷの所望位置（例えば、造形開始位置Ｃｓ＿ｓｔａｒｔ）に照射領域ＥＡが設定可能となることに変わりはない。

【0131】

上述した説明では、造形システム１は、造形材料Ｍに光ＥＬを照射することで、造形材料Ｍを溶融させている。しかしながら、造形システム１は、任意のエネルギビームを造形材料Ｍに照射することで、造形材料Ｍを溶融させてもよい。この場合、造形システム１は、照射系１１１に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームは、限定されないが、電子ビーム、イオンビーム等の荷電粒子ビーム又は電磁波を含む。

【0132】

上述した説明では、造形システム１は、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物ＳＴを形成可能である。しかしながら、造形システム１は、３次元構造物ＳＴを形成可能なその他の方式により造形材料Ｍから３次元構造物ＳＴを形成してもよい。その他の方式として、例えば、粉末焼結積層造形法（ＳＬＳ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）等の粉末床溶融結合法（Ｐｏｗｄｅｒ Ｂｅｄ Ｆｕｓｉｏｎ）、結合材噴射法（Ｂｉｎｄｅｒ Ｊｅｔｔｉｎｇ）又は、レーザメタルフュージョン法（ＬＭＦ：Ｌａｓｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｆｕｓｉｏｎ）があげられる。

【0133】

（５）付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
［付記１］
加工対象物を支持可能な支持装置と、
前記加工対象物上の被加工領域にエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行う加工装置と、
前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更する位置変更装置と
を備え、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成し、
前記基準造形物に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
加工システム。
［付記２］
前記基準造形物に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分に付加加工が行われるように前記位置変更装置を制御する
付記１に記載の加工システム。
［付記３］
前記基準造形物に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分から付加加工が開始されるように前記位置変更装置を制御する
付記１又は２に記載の加工システム。
［付記４］
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
付記１から３のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記５］
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に前記照射領域が設定されるように、前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記加工開始部分に前記照射領域が設定された後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
付記１から４のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記６］
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記照射領域が移動するように、前記位置変更装置を制御する
付記１から５のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記７］
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記照射領域の位置が変更されるように、前記位置変更装置を制御する
付記１から６のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記８］
前記位置変更装置は、前記支持装置に対して前記加工装置を移動させて前記支持装置と前記照射領域との位置関係を変更する
付記１から７のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記９］
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記加工開始位置に前記加工装置が位置した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
付記８に記載の加工システム。
［付記１０］
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記加工装置が移動するように、前記位置変更装置を制御する
付記８又は９に記載の加工システム。
［付記１１］
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記加工装置の位置が変更されるように、前記位置変更装置を制御する
付記８から１０のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記１２］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の状態に関する情報を含む
付記１から１１のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記１３］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係に関する第１位置情報を含む
付記１から１２のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記１４］
前記第１位置情報は、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分と前記基準造形物との相対的な位置関係に関する情報を含む、
付記１３に記載の加工システム。
［付記１５］
前記第１位置情報は、第１方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置、前記第１方向に交差する第２方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置、並びに、前記第１及び第２方向に交差する第３方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置の少なくとも一つに関する情報を含む
付記１３又は１４に記載の加工システム。
［付記１６］
前記基準造形物に関する前記情報に加えて、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置と前記加工装置との相対的な位置関係に関する第２位置情報を用いて、前記位置変更装置を制御する
付記１から１５のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記１７］
前記支持装置と前記加工装置との位置関係を第４方向に沿って変更しながら前記第１領域に付加加工を行って、前記基準造形物としての第１造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
付記１から１６のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記１８］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第１造形物に関する第１情報を含む
付記１７に記載の加工システム。
［付記１９］
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第４方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第１情報を用いて前記位置変更装置を制御する
付記１８に記載の加工システム。
［付記２０］
前記第１情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第４方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
付記１８又は１９に記載の加工システム。
［付記２１］
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第４方向とは異なる第５方向に沿って移動しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第２造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
付記１７から２０のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記２２］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第２造形物に関する第２情報を含む
付記２１に記載の加工システム。
［付記２３］
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第５方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第２情報を用いて前記位置変更装置を制御する
付記２２に記載の加工システム。
［付記２４］
前記第２情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第５方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
付記２２又は２３に記載の加工システム。
［付記２５］
前記第５方向は、前記第４方向とは逆向きの方向である
付記２１から２４のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記２６］
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第４方向とは異なる第６方向に沿って移動しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第３造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
付記１７から２５のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記２７］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第３造形物に関する第３情報を含む
付記２６に記載の加工システム。
［付記２８］
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第６方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第３情報を用いて前記位置変更装置を制御する
付記２７に記載の加工システム。
［付記２９］
前記第３情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第６方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
付記２７又は２８に記載の加工システム。
［付記３０］
前記第６方向は、前記第４方向に交差する方向である
付記２７から２９のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記３１］
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第４方向及び第６方向とは異なる第７方向に沿って移動しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第４造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
付記２７から３０のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記３２］
前記基準造形物に関する情報は、前記第４造形物に関する第４情報を含む
付記３１に記載の加工システム。
［付記３３］
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第７方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第４情報を用いて前記位置変更装置を制御する
付記３２に記載の加工システム。
［付記３４］
前記第４情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第７方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
付記３２又は３３に記載の加工システム。
［付記３５］
前記第７方向は、前記第４方向に交差する方向であって、且つ、前記第６方向とは逆向きの方向である
付記３２から３４のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記３６］
前記基準造形物に関する情報は、計測装置で計測される
付記１から３５のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記３７］
前記計測装置を更に備える
付記３６に記載の加工システム。
［付記３８］
前記計測装置は、前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係を計測可能である
付記３６又は３７に記載の加工システム。
［付記３９］
前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの第１部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第５造形物を形成し、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの前記第１部分とは異なる第２部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第６造形物を形成し、且つ、前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方のうちの前記第１及び第２部分とは異なる第３部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第７造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第５造形物から前記第７造形物に関する第５情報を含み、
前記第５情報を用いて、前記加工装置の位置が表される第１座標系と、前記計測装置によって計測される前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係が表される第２座標系とを関連付ける
付記３８に記載の加工システム。
［付記４０］
前記第１部分から前記第３部分の少なくとも一つの高さは、前記第１部分から前記第３部分の少なくとも他の一つの高さと異なる
付記３９に記載の加工システム。
［付記４１］
前記第１部分から前記第３部分の少なくとも二つの間には、前記支持装置のうち前記加工対象物を支持可能な支持領域が配置される
付記３９又は４０に記載の加工システム。
［付記４２］
前記加工対象物の実際の形状と前記加工対象物の設計上の形状との間のずれに関するずれ情報に基づいて、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
付記１から４１のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記４３］
前記ずれ情報に基づいて、付加加工によって前記加工対象物の所望部分に所望形状の付加造形物が付加されるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
付記４２に記載の加工システム。
［付記４４］
前記ずれ情報に基づいて、前記加工対象物の設計上の形状に対して前記加工対象物の実際の形状が大きくなるほど、前記付加造形物の形状が大きくなるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
付記４３に記載の加工システム。
［付記４５］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の寸法に関する寸法情報を含む
付記１から４４のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記４６］
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の形状に関する形状情報を含む
付記１から４５のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記４７］
前記エネルギビームが照射される領域に第８方向から前記材料を供給しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第８造形物を形成し、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第８方向と異なる第９方向から前記材料を供給しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第９造形物を形成する
付記１から４６のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記４８］
前記加工装置は、前記材料を供給する第１供給口と、前記材料を供給する第２供給口とを備え、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第１供給口から前記材料を供給しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第８造形物を形成し、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第２供給口から材料を供給しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第９造形物を形成する
付記１から４７のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記４９］
前記加工対象物に対して第１０方向から前記エネルギビームを照射しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第１０造形物を形成し、
前記加工対象物に対して前記第１０方向とは異なる第１１方向から前記エネルギビームを照射しながら前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第１１造形物を形成する
付記１から４８のいずれか一項に記載の加工システム。
［付記５０］
加工装置からエネルギビームを照射して加工対象物に付加加工を行う加工方法であって、
前記加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記支持装置のうちの一部である第１領域及び前記加工対象物の一部である第２領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成することと、
前記基準造形物を計測することと、
前記計測された前記基準造形物に関する情報に基づいて、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することと
を含む加工方法。
［付記５１］
付記１から４９のいずれか一項に記載の加工システムを用いて、前記加工対象物に対して付加加工を行う加工方法。

【0134】

上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【0135】

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工システム及び加工方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0136】

１ 造形システム
１１ 造形ヘッド
１１１ 照射系
１１２ 材料ノズル
１３ ステージ
１３１ 上面
１３２ 保持領域
１３３ 非保持領域
１３４ マーク領域
１４ 計測装置
Ｗ ワーク
Ｍ 造形材料
ＬＳ 構造層
ＳＴ ３次元構造物
ＦＭ マーク部材
ＴＭ テストマーク

【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】

【図14】

【図15】