特許 7468614 加工システム

(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】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】加工システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/34 20140101AFI20240409BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20240409BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240409BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

B23K26/34

B23K26/21 Z

B33Y30/00

B33Y40/20

【請求項の数】 39

(21)【出願番号】P 2022502373

(86)(22)【出願日】2020-02-25

(86)【国際出願番号】 JP2020007493

(87)【国際公開番号】W WO2021171371

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-23

(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】松田 壮史

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－００１１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００７３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１６３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１５１２３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４７２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

Ｇ０５Ｂ １９／４０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体を加工する加工システムにおいて、
前記物体を加工する加工装置と、
前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、
前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、
前記保持部と、前記保持部に保持された前記物体の少なくとも一部と、の位置関係を計測する計測装置と、
前記加工装置での前記物体の加工時に、前記計測装置の計測結果に基づいた前記移動装置及び前記回転装置の制御が実行されるように、前記保持部を回転させ且つ前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる制御装置と
を備える加工システム。

【請求項2】

前記加工装置による前記物体の加工中に、前記保持部を回転させ且つ前記加工装置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる
請求項１に記載の加工システム。

【請求項3】

前記計測装置の計測結果に基づいて、前記移動装置及び前記回転装置を制御して、前記保持部の回転と並行して、前記加工装置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる
請求項１又は２に記載の加工システム。

【請求項4】

前記移動装置は、前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を、前記回転装置の回転軸と直交する面内で移動させる
請求項１から３のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項5】

前記回転装置の回転軸は、前記移動装置による移動方向に対して傾斜している
請求項１から４のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項6】

前記回転装置の回転軸は、前記移動装置による移動方向に対して傾斜しており、
前記移動装置は、前記加工装置と前記物体とのうち少なくとも一方を上下動させる
請求項１から５のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項7】

前記加工装置は、照射装置を有し、
前記照射装置からのエネルギビームを前記物体に照射することによって前記物体を加工する
請求項１から６のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項8】

前記移動装置は、前記加工装置を移動し、
前記加工装置の移動により、前記エネルギビームの照射位置を移動させる
請求項７に記載の加工システム。

【請求項9】

前記加工装置の移動は、前記照射装置の少なくとも一つの光学部材を動かすことを含む
請求項７又は８に記載の加工システム。

【請求項10】

前記加工装置は、前記エネルギビームの照射位置に向けて材料を供給する材料供給装置を備える
請求項７から９のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項11】

前記加工装置は、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体の一部を除去する
請求項７から１０のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項12】

前記加工装置は、前記物体を機械加工する
請求項１から１１のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項13】

前記加工装置は、前記物体を機械加工する工具を備え、
前記移動装置は、前記工具を移動させる
請求項１２に記載の加工システム。

【請求項14】

前記計測装置は、前記物体の位置も計測する
請求項１から１３のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項15】

前記制御装置は、前記計測結果に基づいて、前記回転装置の回転軸と前記物体との位置関係に関する位置関係情報を生成する
請求項１から１４のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項16】

前記制御装置は、前記回転装置に応じた、前記回転装置の前記回転軸に関する情報と、前記計測装置での前記計測結果に基づいて、前記位置関係情報を生成する
請求項１５に記載の加工システム。

【請求項17】

前記制御装置は、前記計測結果に基づいて前記物体の位置に関する物体位置情報を生成し、前記物体位置情報に基づいて前記位置関係情報を生成する
請求項１５又は１６に記載の加工システム。

【請求項18】

前記制御装置は、前記計測結果と前記物体の設計情報とを用いて前記物体位置情報を生成する
請求項１７に記載の加工システム。

【請求項19】

前記保持部は、前記物体が載置され、前記回転装置により回転するステージを含む
請求項１から１８のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項20】

前記計測装置は、前記物体と共に前記保持部の少なくとも一部を計測する
請求項１から１９のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項21】

前記計測装置は、前記物体を３次元計測する３次元計測機を含む
請求項１から２０のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項22】

物体を加工する加工システムにおいて、
前記物体にエネルギビームを照射して前記物体を加工する加工装置と、
前記エネルギビームの照射位置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、
前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、
前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、
前記加工装置での前記物体の加工時に、前記計測装置の計測結果に基づいた前記移動装置及び前記回転装置の制御が実行されるように、前記物体を回転させ且つ前記照射位置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる制御装置と
を備える加工システム。

【請求項23】

前記移動装置は、前記加工装置を移動させる
請求項２２に記載の加工システム。

【請求項24】

物体を加工する加工システムにおいて、
前記物体を加工する加工装置と、
前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、
前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、
前記保持部に保持された前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記保持部に保持された前記物体と前記回転装置の回転軸との関係を取得し、前記加工装置での前記物体の加工時に、前記取得された関係に基づいた前記移動装置及び前記回転装置の制御が実行されるように、前記保持部を回転させ且つ前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる制御装置と
を備える加工システム。

【請求項25】

前記計測装置は、前記物体を異なる方向から複数回計測する
請求項１から２４のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項26】

前記回転装置は、前記計測装置が前記物体の少なくとも一部を計測する期間の少なくとも一部において、前記保持部を回転させる
請求項１から２５のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項27】

前記計測装置は、前記回転装置が前記保持部を回転させる都度、前記物体の少なくとも一部を計測する
請求項２４から２６のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項28】

前記回転装置は、前記保持部の回転角度を検出する角度検出部を備え、
前記制御装置は、前記角度検出部からの出力と前記計測結果とに基づいて前記移動装置及び前記回転装置を制御する
請求項２４から２７のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項29】

前記計測装置は、前記保持部の少なくとも一部を計測する
請求項１から２８のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項30】

前記計測装置は、前記保持部の少なくとも一部の位置を計測する
請求項２９に記載の加工システム。

【請求項31】

前記保持部は、所定の計測パターンが形成された計測部材を保持し、
前記計測装置は、前記計測部材の少なくとも一部を計測することで前記保持部の少なくとも一部を計測する
請求項２９又は３０に記載の加工システム。

【請求項32】

前記保持部には、所定の計測パターンが形成されている
請求項２９から３１のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項33】

前記保持部は、前記物体を保持する保持面と、前記保持面とは異なる他の面とを備え、
前記計測パターンは、前記他の面に形成されている
請求項３２に記載の加工システム。

【請求項34】

前記回転装置は、前記計測装置が前記保持部の少なくとも一部を計測する期間の少なくとも一部において、前記保持部を回転させる
請求項２９から３３のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項35】

前記計測装置は、前記回転装置が前記保持部を回転させる都度、前記保持部の少なくとも一部を計測する
請求項２９から３４のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項36】

前記制御装置は、前記計測装置による前記保持部の計測結果に基づいて前記保持部の位置に関する部材位置情報を生成し、前記部材位置情報に基づいて前記保持部に保持された前記物体と前記回転装置の回転軸との関係に関する位置関係情報を生成する
請求項２９から３５のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項37】

前記部材位置情報は、前記保持部の回転中心である前記回転装置の回転軸の位置に関する情報を含む
請求項３６に記載の加工システム。

【請求項38】

前記計測装置は、３Ｄスキャナを含む
請求項１から３７のいずれか一項に記載の加工システム。

【請求項39】

物体を加工する加工方法において、
前記物体を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記物体の少なくとも一部と、の位置関係を計測することと、
計測された前記位置関係に基づいて、前記物体を加工する加工装置と、前記保持部と、のうち少なくとも一方を前記保持部の回転に応じて移動させて、前記物体を加工することと
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、物体を加工する加工システムの技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、物体を加工する加工システムの一例が記載されている。このような加工システムでは、物体を適切に加工する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２０１４／０１９７５７６号明細書

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によれば、物体を加工する加工システムにおいて、前記物体を加工する加工装置と、前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、前記保持部に保持された前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果に基づいて前記移動装置及び前記回転装置を制御して、前記保持部を回転させ且つ前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる制御装置とを備える加工システムが提供される。

【0005】

第２の態様によれば、物体を加工する加工システムにおいて、前記物体にエネルギビームを照射して前記物体を加工する加工装置と、前記エネルギビームの照射位置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果に基づいて前記移動装置及び前記回転装置を制御して、前記物体を回転させ且つ前記照射位置と前記物体とのうち少なくとも一方を移動させる制御装置とを備える加工システムが提供される。

【0006】

第３の態様によれば、物体を加工する加工システムにおいて、前記物体を加工する加工装置と、前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、前記加工装置と前記保持部とのうち少なくとも一方を移動させる移動装置と、前記保持部に保持された前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記保持部に保持された前記物体と前記回転装置の回転軸との関係を取得する制御装置とを備える加工システムが提供される。

【0007】

第４の態様によれば、物体を加工する加工システムにおいて、前記物体を加工する加工装置と、前記物体が載置される第１面と、前記第１面とは異なる第２面とを備える保持部と、前記第２面を冷却する冷却装置とを備える加工システムが提供される。

【0008】

第５の態様によれば、物体を加工する加工システムにおいて、前記物体を加工する加工装置と、前記物体が載置される第１面と、前記第１面とは異なる第２面とを備える保持部と、前記第２面に面する空間に気体を供給する気体供給装置とを備える加工システムが提供される。

【0009】

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】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態の加工システムのシステム構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｅ）のそれぞれは、ワーク上のある領域に加工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5】図５（ａ）から図５（ｃ）のそれぞれは、３次元構造物を形成する過程を示す断面図である。

【図6】図６は、座標マッチング動作の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、位置合わせ用の目印が形成されたステージを示す平面図である。

【図8】図８は、図７に示すステージのＶＩＩ－ＶＩＩ’断面図である。

【図9】図９は、位置合わせ用の目印が形成されたキャリブレーションプレートを示す平面図である。

【図10】図１０は、図９に示すキャリブレーションプレートのＩＸ－ＩＸ’断面図である。

【図11】図１１は、ステージに載置されたキャリブレーションプレートを示す平面図である。

【図12】図１２は、加工光が照射されたキャリブレーションプレートを示す平面図である。

【図13】図１３は、ステージの回転軸とワークの理想的な回転軸とのずれ量である偏心量がゼロとなるようにステージによって支持されているワークを示している。

【図14】図１４（ａ）は、偏心量がゼロとなる状態でＺ軸に平行な回転軸周りにステージが回転している期間中における目標照射領域のワーク上での移動軌跡を示し、図１４（ｂ）は、偏心量がゼロとなる状態でＺ軸に対して傾斜した回転軸周りにステージが回転している期間中における目標照射領域のワーク上での移動軌跡を示し、図１４（ｃ）は、偏心量がゼロとなる状態でＺ軸に直交した回転軸周りにステージが回転している期間中における目標照射領域のワーク上での移動軌跡を示す。

【図15】図１５は、ステージの回転軸とワークの理想的な回転軸とのずれ量である偏心量がゼロとならないようにステージによって支持されているワークを示している。

【図16】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、偏心量がゼロとならない状態でＺ軸に平行な回転軸周りに回転しているステージによって支持されているワークと加工ヘッドとの相対的な位置関係を示す。

【図17】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、偏心量がゼロとならない状態でＺ軸に対して傾斜した回転軸周りに回転しているステージによって支持されているワークと加工ヘッドとの相対的な位置関係を示す。

【図18】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、偏心量がゼロとならない状態でＺ軸に直交した回転軸周りに回転しているステージによって支持されているワークと加工ヘッドとの相対的な位置関係を示す。

【図19】図１９は、ガルバノミラーを備える照射光学系を示すブロック図である。

【図20】図２０は、偏心量取得動作の流れを示すフローチャートである。

【図21】図２１は、図２０のステップＳ２１におけるステージの回転軸を算出する動作の流れを示すフローチャートである。

【図22】図２２は、図２０のステップＳ２２におけるワークの回転軸を算出する動作の流れを示すフローチャートである。

【図23】図２３は、第２実施形態の加工システムのシステム構成を示すブロック図である。

【図24】図２４は、第２実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。

【図25】図２５は、第３実施形態の加工システムのシステム構成を示すブロック図である。

【図26】図２６は、第３実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。

【図27】図２７は、第４実施形態の加工システムのシステム構成を示すブロック図である。

【図28】図２８は、第４実施形態の冷却装置の構造の一例を示す断面図である。

【図29】図２９は、キャリブレーションプレートの一例を示す平面図である。

【図30】図３０は、キャリブレーションプレートの一例を示す平面図である。

【図31】図３１は、キャリブレーションプレートの一例を示す平面図である。

【図32】図３２は、キャリブレーションパターンの一例を示す平面図である。

【図33】図３３は、キャリブレーションパターンの一例を示す平面図である。

【図34】図３４は、キャリブレーションパターンの一例を示す平面図である。

【図35】図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、ステージを示す平面図及び斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、加工システムの一実施形態である加工システムＳＹＳについて説明する。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、加工システムＳＹＳ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。

【0012】

（１）第１実施形態の加工システムＳＹＳ
初めに、第１実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第１実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳａ”と称する）について説明する。第１実施形態の加工システムＳＹＳａは、付加加工を行うことで３次元構造物ＳＴを形成可能な加工システムである。加工システムＳＹＳａは、例えば、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ：Ｌａｓｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）に基づく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。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。但し、加工システムＳＹＳａは、その他の付加加工法に基づく付加加工を行うことで３次元構造物ＳＴを形成してもよい。

【0013】

以下、このような付加加工を行う加工システムＳＹＳａの構造及び動作について、順に説明する。

【0014】

（１－１）加工システムＳＹＳａの構造
初めに、図１から図３を参照しながら、第１実施形態の加工システムＳＹＳａの構造について説明する。図１は、第１実施形態の加工システムＳＹＳａのシステム構成を示すシステム構成図である。図２及び図３のそれぞれは、第１実施形態の加工システムＳＹＳａの構造を模式的に示す断面図である。

【0015】

加工システムＳＹＳａ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軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向において大きさを持つ物体）ＳＴを形成可能である。加工システムＳＹＳａ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。加工システムＳＹＳａ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３１である場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１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３１に載置されている物体である載置物である場合には、加工システムＳＹＳａは、載置物上に、３次元構造物ＳＴを形成可能である。この場合、加工システムＳＹＳａは、載置物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成してもよい。載置物と一体化された３次元構造物ＳＴを形成する動作は、載置物に新たな構造物を付加する動作と等価である。或いは、加工システムＳＹＳａは、載置物と分離可能な３次元構造物ＳＴを形成してもよい。ステージ３１に載置される載置物は、加工システムＳＹＳａが形成した別の３次元構造物ＳＴ（つまり、既存構造物）であってもよい。以下では、ワークＷがステージ３１に載置されている載置物である例を用いて説明を進める。

【0016】

上述したように、加工システムＳＹＳａ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、加工システムＳＹＳａ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）とも称されてもよい。

【0017】

加工システムＳＹＳａは、造形材料Ｍを加工光ＥＬで加工して造形物を形成する。造形材料Ｍは、所定強度以上の加工光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い。例えば、造形材料Ｍとして、ワイヤ状の造形材料及びガス状の造形材料の少なくとも一方が用いられてもよい。

【0018】

３次元構造物ＳＴを形成するために、加工システムＳＹＳａは、図１から図３に示すように、材料供給源１と、加工ユニット２と、ステージユニット３と、計測装置４と、光源５と、気体供給源６と、制御装置７とを備える。加工ユニット２と、ステージユニット３と、計測装置４とは、筐体８の内部空間に収容されていてもよい。

【0019】

材料供給源１は、加工ユニット２に造形材料Ｍを供給する。材料供給源１は、３次元構造物ＳＴを形成するために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Ｍが加工ユニット２に供給されるように、当該必要な分量に応じた所望量の造形材料Ｍを供給する。

【0020】

加工ユニット２は、材料供給源１から供給される造形材料Ｍを加工して３次元構造物ＳＴを形成する。３次元構造物を形成するために、加工ユニット２は、加工ヘッド２１と、ヘッド駆動系２２とを備える。更に、加工ヘッド２１は、照射光学系２１１と、材料ノズル（つまり造形材料Ｍを供給する供給系）２１２とを備えている。尚、加工ヘッド２１は、加工装置と称されてもよい。

【0021】

照射光学系２１１は、射出部２１３から加工光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、照射光学系２１１は、加工光ＥＬを発する光源５と、光ファイバやライトパイプ等の光伝送部材５１を介して光学的に接続されている。照射光学系２１１は、光伝送部材５１を介して光源５から伝搬してくる加工光ＥＬを射出する。照射光学系２１１は、照射光学系２１１から下方（つまり、－Ｚ側）に向けて加工光ＥＬを照射する。照射光学系２１１の下方には、ステージ３１が配置されている。ステージ３１にワークＷが載置されている場合には、照射光学系２１１は、ワークＷに向けて加工光ＥＬを照射する。このため、照射光学系２１１は、照射装置と称されてもよい。具体的には、照射光学系２１１は、加工光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上に又はワークＷの近傍に設定される目標照射領域ＥＡに加工光ＥＬを照射可能である。更に、照射光学系２１１の状態は、制御装置７の制御下で、目標照射領域ＥＡに加工光ＥＬを照射する状態と、目標照射領域ＥＡに加工光ＥＬを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射光学系２１１から射出される加工光ＥＬの方向は真下（つまり、－Ｚ軸方向と一致）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。

【0022】

材料ノズル２１２には、供給アウトレット２１４が形成されている。材料ノズル２１２は、供給アウトレット２１４から造形材料Ｍを供給する（例えば、射出する、噴射する、噴出する、又は、吹き付ける）。材料ノズル２１２は、供給管１１及び混合装置１２を介して造形材料Ｍの供給源である材料供給源１と物理的に接続されている。材料ノズル２１２は、供給管１１及び混合装置１２を介して材料供給源１から供給される造形材料Ｍを供給する。材料ノズル２１２は、供給管１１を介して材料供給源１から供給される造形材料Ｍを圧送してもよい。即ち、材料供給源１からの造形材料Ｍと搬送用の気体（つまり、圧送ガスであり、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス）とは、混合装置１２で混合された後に供給管１１を介して材料ノズル２１２に圧送されてもよい。その結果、材料ノズル２１２は、搬送用の気体と共に造形材料Ｍを供給する。搬送用の気体として、例えば、気体供給源６から供給されるパージガスが用いられる。但し、搬送用の気体として、気体供給源６とは異なる気体供給源から供給される気体が用いられてもよい。尚、図１において材料ノズル２１２は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル２１２の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル２１２は、材料ノズル２１２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２１２の下方には、ステージ３１が配置されている。ステージ３１にワークＷが搭載されている場合には、材料ノズル２１２は、ワークＷ又はワークＷの近傍に向けて造形材料Ｍを供給する。尚、材料ノズル２１２から供給される造形材料Ｍの進行方向はＺ軸方向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、－Ｚ側（つまり、真下）であってもよい。

【0023】

本実施形態では、材料ノズル２１２は、照射光学系２１１が加工光ＥＬを照射する目標照射領域ＥＡに向けて造形材料Ｍを供給するように、照射光学系２１１に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル２１２が造形材料Ｍを供給する領域としてワークＷ上に又はワークＷの近傍に設定される目標供給領域ＭＡと目標照射領域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２１２と照射光学系２１１とが位置合わせされている。尚、照射光学系２１１から射出された加工光ＥＬによって形成される溶融池ＭＰ（後述）に、材料ノズル２１２が造形材料Ｍを供給するように、材料ノズル２１２と照射光学系２１１とが位置合わせされていてもよい。尚、材料ノズル２１２は、溶融池ＭＰに材料を供給しなくてもよい。例えば、加工システムＳＹＳａは、材料ノズル２１２からの造形材料ＭがワークＷに到達する前に当該造形材料Ｍを照射光学系２１１によって溶融させ、溶融した造形材料ＭをワークＷに付着させてもよい。

【0024】

ヘッド駆動系２２は、加工ヘッド２１を移動させる。このため、ヘッド駆動系２２は、移動装置と称されてもよい。ヘッド駆動系２２は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド２１を移動させる。図２から図３に示す例では、ヘッド駆動系２２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに沿って加工ヘッド２１を移動させる。この場合、ヘッド駆動系２２は、ヘッド駆動系２２Ｘと、ヘッド駆動系２２Ｙと、ヘッド駆動系２２Ｚとを備えていてもよい。ヘッド駆動系２２Ｘは、Ｘ軸に沿って加工ヘッド２１を移動させる。ヘッド駆動系２２Ｙは、Ｙ軸に沿って加工ヘッド２１を移動させる。ヘッド駆動系２２Ｚは、Ｚ軸に沿って加工ヘッド２１を移動させる。

【0025】

ヘッド駆動系２２Ｙは、筐体８の底面（或いは、筐体８の底面に配置される定盤）に空気ばね等の防振装置を介して設置される支持フレーム２２４に接続され且つＹ軸に沿って延びるＹガイド部材２２１Ｙと、Ｙガイド部材２２１Ｙに沿って移動可能なＹスライド部材２２２Ｙと、Ｙスライド部材２２２Ｙを移動させる不図示のモータとを備える。ヘッド駆動系２２Ｙは、Ｙスライド部材２２２Ｙに接続され且つＸ軸に沿って延びるＸガイド部材２２１Ｘと、Ｘガイド部材２２１Ｘに沿って移動可能なＸスライド部材２２２Ｘと、Ｘスライド部材２２２Ｘを移動させる不図示のモータとを備える。ヘッド駆動系２２Ｚは、Ｘスライド部材２２２Ｘに接続され且つＺ軸に沿って延びるＺガイド部材２２１Ｚと、Ｚガイド部材２２１Ｚに沿って移動可能なＺスライド部材２２２Ｚと、Ｚスライド部材２２２Ｚを移動させる不図示のモータとを備える。Ｚスライド部材２２２Ｚには、加工ヘッド２１が接続されている。Ｙスライド部材２２２ＹがＹガイド部材２２１Ｙに沿って移動すると、ヘッド駆動系２２Ｘ及び２２Ｚを介してＹスライド部材２２２Ｙに接続されている加工ヘッド２１がＹ軸に沿って移動する。Ｘスライド部材２２２ＸがＸガイド部材２２１Ｘに沿って移動すると、ヘッド駆動系２２Ｚを介してＸスライド部材２２２Ｘに接続されている加工ヘッド２１がＸ軸に沿って移動する。Ｚスライド部材２２２ＺがＺガイド部材２２１Ｚに沿って移動すると、Ｚスライド部材２２２Ｚに接続されている加工ヘッド２１がＺ軸に沿って移動する。

【0026】

ヘッド駆動系２２が加工ヘッド２１を移動させると、加工ヘッド２１とステージ３１及びステージ３１に載置されたワークＷのそれぞれとの相対位置が変わる。つまり、照射光学系２１１及び材料ノズル２１２（供給アウトレット２１４）のそれぞれとステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対位置が変わる。このため、ヘッド駆動系２２は、照射光学系２１１及び材料ノズル２１２（供給アウトレット２１４）のそれぞれとステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対的な位置関係を変更するための位置変更装置として機能してもよい。更に、加工ヘッド２１とステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対位置が変わると、目標照射領域ＥＡ及び目標供給領域ＭＡ（更には、溶融池ＭＰ）がワークＷに対して相対的に移動する。このため、ヘッド駆動系２２は、目標照射領域ＥＡ及び目標供給領域ＭＡ（更には、溶融池ＭＰ）をワークＷに対して相対的に移動させる移動装置として機能してもよい。

【0027】

ステージユニット３は、ステージ３１と、ステージ駆動系３２と、位置計測器３３とを備えている。尚、ステージ３１は、テーブルと称されてもよい。

【0028】

ステージ３１は、ワークＷを支持可能である。尚、ここで言う「ステージ３１がワークＷを支持する」状態は、ワークＷがステージ３１によって直接的に又は間接的に支えられている状態を意味していてもよい。ステージ３１は、ステージ３１に載置されたワークＷを保持可能であってもよい。つまり、ステージ３１は、ワークＷを保持することでワークＷを支持してもよい。このため、ステージ３１は、ワークＷを保持する保持部として機能してもよい。或いは、ステージ３１は、ワークＷを保持可能でなくてもよい。このとき、ワークＷは、クランプレスでステージ３１に載置されていてもよい。更に、ステージ３１は、ワークＷが保持されている場合には、保持したワークＷをリリース可能である。上述した照射光学系２１１は、ステージ３１がワークＷを支持している期間の少なくとも一部において加工光ＥＬを照射する。更に、上述した材料ノズル２１２は、ステージ３１がワークＷを支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、ステージ３１は、ワークＷを保持するために、機械的なチャックや真空吸着チャック等を備えていてもよい。

【0029】

本実施形態では、ステージ３１は、ステージ３１θＸと、ステージ３１θＺとを含む。ステージ３１がステージ３１θＸとステージ３１θＺとを含む理由は、後に詳述するように、後述するステージ駆動系３２によってステージ３１をθＸ方向及びθＺ方向のそれぞれに沿って移動させるためである。ワークＷは、ステージ３１θＺによって支持されている。ステージ３１θＸは、後述するように、ステージ駆動系３２によってθＸ方向に沿って移動可能（つまり、Ｘ軸に沿った回転軸周りに回転可能）である。ステージ３１θＺは、ステージ３１θＸの回転に合わせてステージ３１θＸと共にＸ軸に沿った回転軸周りに回転可能となるように、ステージ３１θＸに形成された凹部に配置されている。ステージ３１θＺは、後述するように、ステージ３１θＸの回転とは無関係にステージ駆動系３２によってθＺ方向に沿って移動可能（つまり、Ｚ軸に沿った回転軸周りに回転可能）となるように、ステージ３１θＸに形成された凹部に配置されている。尚、ステージ３１の構成は、図２及び図３に示した構成には限定されない。一例として、ステージ３１θＺがステージ３１θＸに形成された凹部に配置されていなくてもよい。

【0030】

ステージ駆動系３２は、ステージ３１を移動させる。このため、ステージ駆動系３２は、移動装置と称されてもよい。ステージ駆動系３２は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿ってステージ３１を移動させる。図２から図３に示す例では、ステージ駆動系３２は、θＸ方向及びθＺ方向のそれぞれに沿ってステージ３１を移動させる。つまり、ステージ駆動系３２は、Ｘ軸に沿った回転軸周りにステージ３１を回転させ、Ｚ軸に沿った回転軸周りにステージ３１を回転させる。このため、ステージ駆動系３２は、回転装置と称されてもよい。この場合、ステージ駆動系３２は、ステージ駆動系３２θＸと、ステージ駆動系３２θＺとを備えていてもよい。ステージ駆動系３２θＸは、Ｘ軸に沿った回転軸周りにステージ３１（特に、ステージ３１θＸ）を回転させる。ステージ駆動系３２θＺは、Ｚ軸に沿った回転軸周りにステージ３１（特に、ステージ３１θＺ）を回転させる。ステージ駆動系３２θＸは、筐体８の底面（或いは、筐体８の底面に配置される定盤）に空気ばね等の防振装置を介して設置される一対の支持フレーム３２３にそれぞれ回転可能に接続される一対の回転シャフト３２１θＸと、一対の回転シャフト３２１θＸをＸ軸に沿った回転軸周りに回転させるモータ３２２θＸとを備える。一対の回転シャフト３２１θＸは、Ｘ軸方向に沿って延びる。一対の回転シャフト３２１θＸは、Ｘ軸方向に沿ってステージ３１を挟み込むように、ステージ３１θＸに接続されている。ステージ駆動系３２θＺは、Ｚ軸方向に沿って延び且つステージ３１θＸの底面（具体的には、ステージ３１θＺに対向する面）に接続される回転シャフト３２１θＺと、回転シャフト３２１θＺをＺ軸に沿った回転軸周りに回転させるモータ３２２θＺとを備える。一対の回転シャフト３２１θＸが回転すると、ステージ３１θＸがＸ軸に沿った回転軸周りに回転する。その結果、ステージ３１θＸが支持するステージ３１θＺ（更には、ステージ３１θＺが支持するワークＷ）もまた、Ｘ軸に沿った回転軸周りに回転する。回転シャフト３２１θＺが回転すると、ステージ３１θＺ（更には、ステージ３１θＺが支持するワークＷ）もまた、Ｚ軸に沿った回転軸周りに回転する。尚、図２及び図３に示したステージ３１は、ステージ３１θＸが支持フレーム３２３によって両側から支持される両持ち構造を有している。しかしながら、ステージ３１は、ステージ３１θＸが支持フレーム３２３によって片側から支持される片持ち構造を有していてもよい。

【0031】

ステージ駆動系３２がステージ３１を移動させると、加工ヘッド２１とステージ３１及びステージ３１に載置されたワークＷのそれぞれとの相対位置が変わる。つまり、照射光学系２１１及び材料ノズル２１２（供給アウトレット２１４）のそれぞれとステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対位置が変わる。このため、ステージ駆動系３２は、照射光学系２１１及び材料ノズル２１２（供給アウトレット２１４）のそれぞれとステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対的な位置関係を変更するための位置変更装置として機能してもよい。更に、加工ヘッド２１とステージ３１及びワークＷのそれぞれとの相対位置が変わると、目標照射領域ＥＡ及び目標供給領域ＭＡ（更には、溶融池ＭＰ）がワークＷに対して相対的に移動する。このため、ステージ駆動系３２は、目標照射領域ＥＡ及び目標供給領域ＭＡ（更には、溶融池ＭＰ）をワークＷに対して相対的に移動させる移動装置として機能してもよい。

【0032】

位置計測器３３は、ステージ３１の位置を計測可能（言い換えれば、検出可能）である。本実施形態では、上述したようにステージ３１が回転可能であるがゆえに、位置計測器３３は、ステージ３１の回転方向における位置を計測可能であってもよい。例えば、位置計測器３３は、ステージ３１の回転角度を計測可能な角度検出装置（角度検出部）を含んでいてもよい。より具体的には、位置計測器３３は、Ｘ軸に沿った回転軸周りのステージ３１（特に、ステージ３１θＸ）の回転角度と、Ｚ軸に沿った回転軸周りのステージ３１（特に、ステージ３１θＺ）の回転角度とを計測可能であってもよい。このような位置計測器３３の一例として、エンコーダが挙げられる。尚、位置計測器３３は、ステージ駆動系３２に組み込まれていてもよい。

【0033】

計測装置４は、計測対象物の少なくとも一部を計測可能な装置である。例えば、計測装置４は、計測対象物の少なくとも一部の形状を計測可能であってもよい。例えば、計測装置４は、計測対象物の少なくとも一部の位置を計測可能であってもよい。このような計測装置の一例として、計測対象物を３次元計測する３次元計測機（言い換えれば、３Ｄスキャナ）があげられる。この場合、計測装置４は、計測対象物の表面に計測光ＭＬを照射することで当該表面に光パターンを投影し、投影されたパターンの形状を計測するパターン投影法又は光切断法を用いて、計測対象物を計測してもよい。或いは、計測装置４は、計測対象物の表面に計測光ＭＬを投射し、投射された計測光ＭＬが戻ってくるまでの時間から物体までの距離を測定し、これを物体上の複数の位置で行うタイム・オブ・フライト法を用いて、計測対象物を計測してもよい。或いは、計測装置４は、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うちの少なくとも一つを用いて、計測対象物を計測してもよい。尚、計測対象物の一例として、ワークＷ、３次元構造物ＳＴ（つまり、３次元構造物ＳＴと一体化されたワークＷ）、３次元構造物ＳＴを構成する後述する構造層ＳＬ（つまり、３次元構造物ＳＴと一体化されたワークＷ）、及び、ステージ３１の少なくとも一つがあげられる。

【0034】

計測装置４は、例えば、支持フレーム２２４に固定されていてもよい。この場合、ステージ駆動系３２がステージ３１を回転させると、計測装置４とステージ３１及びステージ３１が支持するワークＷとの相対的な位置関係が変わる。特に、ステージ駆動系３２がステージ３１を回転させると、計測装置４の計測軸（例えば、計測装置４が計測光ＭＬを射出するために備えている光学系の光軸）に対するステージ３１及びステージ３１が支持するワークＷの回転軸（つまり、ステージ駆動系３２の回転軸）の角度が変わる。従って、ステージ駆動系３２は、計測装置４の計測軸に対するステージ駆動系３２の回転軸の角度を変更する角度変更装置として機能してもよい。尚、計測装置４が移動可能であってもよい。例えば、計測装置４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動可能であってもよい。例えば、計測装置４は、Ｘ軸に沿った回転軸、Ｙ軸に沿った回転軸及びＺ軸に沿った回転軸の少なくとも一つの周りに回転可能であってもよい。計測装置４が回転する場合には、計測装置４の計測軸に対するステージ駆動系３２の回転軸の角度が変わる。尚、計測装置４は、筐体８に固定されていてもよい。

【0035】

光源５は、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を、加工光ＥＬとして射出する。但し、加工光ＥＬとして、その他の種類の光が用いられてもよい。加工光ＥＬは、複数のパルス光（つまり、複数のパルスビーム）を含んでいてもよい。加工光ＥＬは、レーザ光であってもよい。この場合、光源５は、レーザ光源（例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体レーザを含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザやＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等であってもよい。但し、加工光ＥＬはレーザ光でなくてもよい。光源５は、任意の光源（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）及び放電ランプ等の少なくとも一つ）を含んでいてもよい。

【0036】

気体供給源６は、筐体８の内部空間をパージするためのパージガスの供給源である。パージガスは、不活性ガスを含む。不活性ガスの一例として、窒素ガス又はアルゴンガスがあげられる。気体供給源６は、気体供給源６と筐体８とを接続する供給管６１を介して、筐体８の内部空間にパージガスを供給する。その結果、筐体８の内部空間は、パージガスによってパージされた空間となる。尚、気体供給源６は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが格納されたボンベであってもよい。不活性ガスが窒素ガスである場合には、気体供給源６は、大気を原料として窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置であってもよい。

【0037】

上述したように、材料ノズル２１２がパージガスと共に造形材料Ｍを供給する場合には、気体供給源６は、材料供給源１からの造形材料Ｍが供給される混合装置１２にパージガスを供給してもよい。具体的には、気体供給源６は、気体供給源６と混合装置１２とを接続する供給管６２を介して混合装置１２と接続されていてもよい。その結果、気体供給源６は、供給管６２を介して、混合装置１２にパージガスを供給する。この場合、材料供給源１からの造形材料Ｍは、供給管６２を介して気体供給源６から供給されたパージガスによって、供給管１１内を通って材料ノズル２１２に向けて供給（具体的には、圧送）されてもよい。つまり、気体供給源６は、供給管６２、混合装置１２及び供給管１１を介して、材料ノズル２１２に接続されていてもよい。その場合、材料ノズル２１２は、供給アウトレット２１４から、造形材料Ｍを圧送するためのパージガスと共に造形材料Ｍを供給することになる。

【0038】

制御装置７は、加工システムＳＹＳａの動作を制御する。制御装置７は、例えば、演算装置と、記憶装置とを備えていてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の少なくとも一方を含んでいてもよい。記憶装置は、例えば、メモリを含んでいてもよい。制御装置７は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳａの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置７が行うべき後述する動作を演算装置に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳに後述する動作を行わせるように制御装置７を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置７が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置７に内蔵された又は制御装置７に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置７の外部の装置からダウンロードしてもよい。

【0039】

例えば、制御装置７は、照射光学系２１１による加工光ＥＬの射出態様を制御してもよい。射出態様は、例えば、加工光ＥＬの強度及び加工光ＥＬの射出タイミングの少なくとも一方を含んでいてもよい。加工光ＥＬが複数のパルス光を含む場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間、パルス光の発光周期、及び、パルス光の発光時間の長さとパルス光の発光周期との比（いわゆる、デューティ比）の少なくとも一つを含んでいてもよい。更に、制御装置７は、ヘッド駆動系２２による加工ヘッド２１の移動態様を制御してもよい。制御装置７は、ステージ駆動系３２によるステージ３１の移動態様を制御してもよい。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（移動時期）の少なくとも一つを含んでいてもよい。更に、制御装置７は、材料ノズル２１２による造形材料Ｍの供給態様を制御してもよい。供給態様は、例えば、供給量（特に、単位時間当たりの供給量）及び供給タイミング（供給時期）の少なくとも一方を含んでいてもよい。

【0040】

制御装置７は、加工システムＳＹＳａの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置７は、加工システムＳＹＳａ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置７と加工システムＳＹＳａとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ－２３２ｘ、ＲＳ－４２２、ＲＳ－４２３、ＲＳ－４８５及びＵＳＢの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、１０ＢＡＳＥ－Ｔ、１００ＢＡＳＥ－ＴＸ及び１０００ＢＡＳＥ－Ｔの少なくとも一つに代表されるイーサネット（登録商標）に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１ｘに準拠したネットワーク（例えば、無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の少なくとも一方）があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御装置７と加工システムＳＹＳａとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置７は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳａにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳａは、制御装置７からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。加工システムＳＹＳａは、制御装置７に対してコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して送信する送信装置（つまり、制御装置７に対して情報を出力する出力装置）を備えていてもよい。或いは、制御装置７が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳａの内部に設けられている一方で、制御装置７が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳａの外部に設けられていてもよい。

【0041】

尚、制御装置７が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷやフレキシブルディスク、ＭＯ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ及びＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器（例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器）が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置７（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置７内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置７が備える所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

【0042】

（１－２）加工システムＳＹＳａの動作
続いて、加工システムＳＹＳａの動作について説明する。第１実施形態では、加工システムＳＹＳａは、ワークＷに３次元構造物ＳＴを形成するための付加加工動作を行う。更に、加工システムＳＹＳａは、付加加工動作を行う前に（或いは、付加加工動作を行っている間に又は付加加工動作を終了した後に）、ヘッド駆動系２２が加工ヘッド２１を移動させる際に用いる加工座標系と、ステージ駆動系３２がステージ３１を移動させる際に用いるステージ座標系とを関連付けるための座標マッチング動作を行う。更に、加工システムＳＹＳａは、付加加工動作を行う前に（或いは、付加加工動作を行っている間に又は付加加工動作を終了した後に）、ステージ３１の回転軸（つまり、回転装置として機能するステージ駆動系３２の回転軸）とステージ３１に支持されたワークＷの理想的な回転軸とのずれ量（典型的には、偏心量δ）を取得するための偏心量取得動作とを行う。このため、以下では、付加加工動作、座標マッチング動作及び偏心量取得動作について順に説明する。

【0043】

（１－２－１）付加加工動作
初めに、付加加工動作について説明する。上述したように、加工システムＳＹＳａ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、加工システムＳＹＳａは、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の付加加工動作（この場合、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、レーザ肉盛溶接法を用いて３次元構造物ＳＴを形成する付加加工動作の一例について簡単に説明する。

【0044】

加工システムＳＹＳａ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次元モデルデータとして、加工システムＳＹＳａ内に設けられた不図示の計測装置及び加工システムＳＹＳａとは別に設けられた３次元形状計測機の少なくとも一方で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。加工システムＳＹＳａ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、加工システムＳＹＳａ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。

【0045】

まず、各構造層ＳＬを形成する動作について図４（ａ）から図４（ｅ）を参照して説明する。加工システムＳＹＳａは、制御装置７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上の所望領域に目標照射領域ＥＡが設定されるように、加工ヘッド２１及びステージ３１の少なくとも一方を移動させる。加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド２１及びステージ３１の少なくとも一方を移動させる際に、座標マッチング動作及び偏心量取得動作の結果を用いる。つまり、加工システムＳＹＳａは、座標マッチング動作及び偏心量取得動作の結果に基づいて、造形面ＭＳ上の所望領域に目標照射領域ＥＡが設定されるように、加工ヘッド２１及びステージ３１の少なくとも一方を移動させる。その後、加工システムＳＹＳａは、目標照射領域ＥＡに対して照射光学系２１１から加工光ＥＬを照射する。この際、加工光ＥＬのフォーカス位置（つまり、集光位置）は、造形面ＭＳに一致していてもよい。その結果、図４（ａ）に示すように、加工光ＥＬが照射された造形面ＭＳ上に溶融池（つまり、加工光ＥＬによって溶融した金属のプール）ＭＰが形成される。更に、加工システムＳＹＳａは、制御装置７の制御下で、材料ノズル２１２から造形材料Ｍを供給する。ここで、上述したように造形材料Ｍが供給される目標供給領域ＭＡが目標照射領域ＥＡと一致しているため、目標供給領域ＭＡは、溶融池ＭＰが形成された領域の少なくとも一部を含む。このため、加工システムＳＹＳａは、図４（ｂ）に示すように、溶融池ＭＰに対して、材料ノズル２１２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。その後、加工ヘッド２１の移動に伴って溶融池ＭＰに加工光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、冷却されて固化（つまり、凝固）する。その結果、図４（ｃ）に示すように、固化した造形材料Ｍが造形面ＭＳ上に堆積される。つまり、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。

【0046】

加工システムＳＹＳａは、図４（ｄ）に示すように、このような加工光ＥＬの照射による溶融池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の固化を含む一連の造形処理を、加工ヘッド２１とワークＷとの相対的な位置関係（つまり、加工ヘッド２１と造形面ＭＳとの相対的な位置関係）を変更しながら繰り返す。図４（ｄ）に示す例では、Ｘ軸方向が長手方向となる円筒形状のワークＷをＸ軸に沿った回転軸周りに回転させながら一連の造形処理が繰り返されている。この際、加工システムＳＹＳａは、造形面ＭＳ上において造形物を形成したい領域に加工光ＥＬを照射する一方で、造形面ＭＳ上において造形物を形成したくない領域に加工光ＥＬを照射しない。つまり、加工システムＳＹＳａは、造形面ＭＳ上を所定の移動軌跡に沿って目標照射領域ＥＡを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布の態様に応じたタイミングで加工光ＥＬを造形面ＭＳに照射する。その結果、溶融池ＭＰもまた、目標照射領域ＥＡの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面ＭＳ上を移動することになる。具体的には、溶融池ＭＰは、造形面ＭＳ上において、目標照射領域ＥＡの移動軌跡に沿った領域のうち加工光ＥＬが照射された部分に順次形成される。更に、上述したように目標照射領域ＥＡと目標供給領域ＭＡとが一致しているため、目標供給領域ＭＡもまた、目標照射領域ＥＡの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面ＭＳ上を移動することになる。その結果、図４（ｅ）に示すように、造形面ＭＳ上に、溶融した後に固化した造形材料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。つまり、溶融池ＭＰの移動軌跡に応じたパターンで造形面ＭＳ上に形成された造形物の集合体に相当する構造層ＳＬ（つまり、平面視において、溶融池ＭＰの移動軌跡に応じた形状を有する構造層ＳＬ）が形成される。尚、造形物を形成したくない領域に目標照射領域ＥＡが設定されている場合、加工システムＳＹＳａは、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射するとともに、造形材料Ｍの供給を停止してもよい。また、造形物を形成したくない領域に目標照射領域ＥＡが設定されている場合に、加工システムＳＹＳａは、造形材料Ｍを目標照射領域ＥＡに供給するとともに、溶融池ＭＰができない強度の加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射してもよい。

【0047】

加工システムＳＹＳａ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７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７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、加工システムＳＹＳａの特性に応じてこのスライスデータを一部修正したデータが用いられてもよい。加工システムＳＹＳａは、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５（ａ）に示すように、構造層ＳＬ＃１が形成される。その後、加工システムＳＹＳａ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７は、目標照射領域ＥＡ及び目標供給領域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、加工ヘッド２１及びステージ３１の少なくとも一方を移動させる。これにより、加工光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、加工システムＳＹＳａは、制御装置７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５（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ＳＴ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５（ｃ）に示すように、複数の構造層ＳＬが積層された積層構造体によって、３次元構造物ＳＴが形成される。

【0048】

（１－２－２）座標マッチング動作
続いて、図６を参照しながら、座標マッチング動作について説明する。図６は、座標マッチング動作の流れを示すフローチャートである。

【0049】

図６に示すように、まずは、ステージ３１にキャリブレーションプレート３４が載置される（ステップＳ１１）。特に、キャリブレーションプレート３４は、キャリブレーションプレート３４とステージ３１との位置関係が所望の位置関係となるように、ステージ３１に載置される。第１実施形態では、キャリブレーションプレート３４とステージ３１との位置関係が所望の位置関係となるようにキャリブレーションプレート３４をステージ３１に載置するために、キャリブレーションプレート３４とステージ３１との双方に、位置合わせ用の目印が形成される。以下、図７から図１１を参照しながら、位置合わせ用の目印が形成されたステージ３１及びキャリブレーションプレート３４の一例について説明する。図７は、位置合わせ用の目印が形成されたステージ３１を示す平面図である。図８は、図７に示すステージ３１のＶＩＩ－ＶＩＩ’断面図である。図９は、位置合わせ用の目印が形成されたキャリブレーションプレート３４を示す平面図である。図１０は、図９に示すキャリブレーションプレート３４のＩＸ－ＩＸ’断面図である。図１１は、ステージ３１に載置されたキャリブレーションプレート３４を示す平面図である。

【0050】

図７及び図８に示すように、ステージ３１には、位置合わせ用の目印として、複数のピン３１９が形成されている。図７及び図８に示す例では、ステージ３１を構成するステージ３１θＸの上面（特に、ステージ３１θＺの上面よりも高い又は同じ高さに位置する上面）に、二つのピン３１９が形成されている。但し、ピン３１９の形成位置及び数が、図７及び図８に示す例に限定されることはない。ピン３１９は、ステージ３１の上面（図７及び図８に示す例では、ステージ３１θＸの上面）からＺ軸方向に沿って突き出る部材である。尚、ステージ座標系内でのピン３１９の位置に関する情報は、制御装置７にとって既知の情報である。

【0051】

図９及び図１０に示すように、キャリブレーションプレート３４は、ベース部材３４１を備えている。ベース部材３４１は、板状の部材である。ベース部材３４１は、ステージ３１に載置可能な形状及びサイズを有している。ベース部材３４１には、位置合わせ用の目印として、複数の貫通孔３４２が形成されている。図９及び図１０に示す例では、ベース部材３４１には、２つの貫通孔３４２が形成されている。貫通孔３４２は、Ｚ軸方向に沿ってベース部材３４１を貫通する。

【0052】

第１実施形態では、図１１に示す通り、キャリブレーションプレート３４は、貫通孔３４２にピン３１９が挿入されるように、ステージ３１上に載置される。キャリブレーションプレート３４は、貫通孔３２２にピン３１９が挿入された状態でステージ３１上に（つまり、ステージ３１θＸ及びステージ３１θＺ上に）載置される。ステージ３１は、貫通孔３２２にピン３１９が挿入された状態でキャリブレーションプレート３４を支持する（例えば、保持する）。このため、貫通孔３４２の配列態様は、ピン３１９の配列態様と同一である。更に、貫通孔３４２の数は、ピン３１９の数と同一である（或いは、多くてもよい）。その結果、キャリブレーションプレート３４は、ステージ３１に対して所望の位置関係を有するようにステージ３１に載置される。具体的には、キャリブレーションプレート３４は、ステージ３１上のピン３１９に対して所望の位置関係を有するようにステージ３１に載置される。ピン３１９が形成されている位置は、ステージ３１にキャリブレーションプレート３４を載置する際のステージ３１上の基準位置として用いられてもよい。この場合、キャリブレーションプレート３４は、ステージ３１上の基準位置に対して所望の位置関係を有するように位置合わせされた状態でステージ３１に載置される。

【0053】

キャリブレーションプレート３４には、計測装置４によって計測可能なキャリブレーションパターンＣＰが形成されている。図９に示す例では、キャリブレーションパターンＣＰは、マトリクス状に配置されている複数のキャリブレーションマーカＣＭから構成される計測パターンである。キャリブレーションプレート３４上でのキャリブレーションパターンＣＰの形成位置（図９に示す例では、複数のキャリブレーションマーカＣＭの形成位置）は、制御装置７にとって既知の情報である。この場合、ステージ座標系内での既知の位置に配置されているピン３１９に対してキャリブレーションプレート３４が所望の位置関係を有するようにステージ３１に載置されるため、ステージ座標系内でのキャリブレーションパターンＣＰの形成位置もまた、制御装置７にとって既知の情報となる。

【0054】

キャリブレーションプレート３４には、加工光ＥＬに対する感熱性（つまり、感応性）を有する感熱膜３４３が形成されている。尚、感熱膜３４３に加えて又は代えて、加工光ＥＬに対する感光性（つまり、感応性）を有する感光膜がキャリブレーションプレート３４に形成されていてもよい。感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰを覆うように、キャリブレーションプレート３４に形成されている。感熱膜３４３は、計測装置４が用いる計測光ＭＬ（例えば、可視光）に対して透明である。このため、計測装置４は、感熱膜３４３に覆われたキャリブレーションパターンＣＰを計測することができる。

【0055】

再び図６において、キャリブレーションプレート３４がステージ３１に載置された後、制御装置７は、キャリブレーションプレート３４の少なくとも一部に対して加工光ＥＬを照射するように、加工ユニット２及びステージユニット３を照射する（ステップＳ１２）。具体的には、制御装置７は、キャリブレーションプレート３４の感熱膜３４３の少なくとも一部の上を目標照射領域ＥＡが所定の移動パターンで移動するように、加工ヘッド２１とステージ３１との相対的な位置関係を変更する。具体的には、制御装置７は、キャリブレーションプレート３４の感熱膜３４３の少なくとも一部の上を目標照射領域ＥＡが所定の移動軌跡に沿って移動するように、加工ヘッド２１を移動させる。この際、制御装置７は、ステージ３１を移動させなくてもよい。更に、制御装置７は、感熱膜３４３の少なくとも一部の上を所定の移動軌跡に沿って移動する目標照射領域ＥＡに加工光ＥＬを照射する。その結果、加工光ＥＬが照射されたキャリブレーションプレート３４を示す平面図である図１２に示すように、感熱膜３４３の少なくとも一部には、目標照射領域ＥＡの移動軌跡に対応する感熱パターンＰＰが形成される。図１２に示す例では、目標照射領域ＥＡは、複数のキャリブレーションマーカＣＭの間をＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに沿って延びる移動軌跡を含む格子状の移動軌跡に沿って移動している。

【0056】

その後、計測装置４は、キャリブレーションプレート３４の少なくとも一部を計測する（ステップＳ１３）。具体的には、計測装置４は、キャリブレーションプレート３４の感熱膜３４３に形成された感熱パターンＰＰを計測する。つまり、計測装置４は、感熱膜３４３のうち加工光ＥＬに感熱した部分を計測する。また、感熱膜３４３が計測光ＭＬに対して透明であるため、計測装置４は、感熱パターンＰＰと共にキャリブレーションパターンＣＰも合わせて計測する。従って、ステップＳ１３における計測装置４の計測結果は、感熱パターンＰＰの計測結果に関する情報と、キャリブレーションパターンＣＰの計測結果に関する情報とを含む。

【0057】

その後、制御装置７は、ステップＳ１３における計測装置４の計測結果に基づいて、加工座標系とステージ座標系とを関連付ける（ステップＳ１４）。具体的には、制御装置７は、計測装置４の計測結果に基づいて、感熱パターンＰＰの位置と、キャリブレーションパターンＣＰの位置とを算出する。ここで、上述したようにキャリブレーションパターンＣＰが形成されているキャリブレーションプレート３４がステージ３１のステージθＺと所定の位置関係を有しており且つキャリブレーションパターンＣＰの形成位置が制御装置７にとって既知の情報である。このため、算出されたキャリブレーションパターンＣＰの位置は、実質的には、ステージ座標系内でのキャリブレーションパターンＣＰの位置に相当する。このため、制御装置７は、ステージ座標系内でのキャリブレーションパターンＣＰの位置と感熱パターンＰＰの位置とを比較することで、ステージ座標系内での感熱パターンＰＰの位置を算出することができる。更に、加工ヘッド２１からの加工光ＥＬによって感熱パターンＰＰが形成されているがゆえに、感熱パターンＰＰの位置は、加工ヘッド２１の位置を間接的に示している。つまり、感熱パターンＰＰの位置は、加工座標系における加工ヘッド２１の位置を間接的に示している。このため、制御装置７は、感熱パターンＰＰの位置とキャリブレーションパターンＣＰの位置とに基づいて、加工座標系内における加工ヘッド２１の位置とステージ座標系におけるキャリブレーションパターンＣＰの位置とを関連付けることができる。その結果、制御装置７は、加工座標系とステージ座標系とを関連付けることができる。尚、感熱パターンＰＰの位置と、キャリブレーションパターンＣＰとの位置とを計測装置４とは異なる計測装置（一例として、外部の計測装置）で計測してもよい。

【0058】

加工座標系とステージ座標系とが関連付けられると、ステージ座標系に対する加工座標系のずれが判明する。ステージ座標系に対する加工座標系のずれは、理想的な（つまり、設計上の）感熱パターンＰＰの位置と、実際に計測された感熱パターンＰＰの位置とのずれに対応する。このようなステージ座標系に対する加工座標系のずれは、例えば、ステージ座標系の原点と加工座標系の原点との間のずれを含んでいてもよい。ステージ座標系に対する加工座標系のずれは、例えば、ステージ座標系を構成する軸（例えば、上述したステージ３１の回転軸）に対する加工ヘッド２１の走り面（例えば、Ｘ軸に沿って加工ヘッド２１が移動する際の走り面及びＹ軸に沿って加工ヘッド２１が移動する際の走り面の少なくとも一方）のずれを含んでいてもよい。この場合、制御装置７は、このようなずれを相殺する（言い換えれば、補正する）ように加工ヘッド２１を移動させるための移動補正値を算出してもよい。例えば、制御装置７は、Ｘ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させる際に移動方向を補正するための移動補正値と、Ｘ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させる際に移動量を補正するための移動補正値と、Ｙ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させる際に移動方向を補正するための移動補正値と、Ｙ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させる際に移動量を補正するための移動補正値との少なくとも一つを算出してもよい。上述した付加加工動作を行う際には、制御装置７は、座標マッチング動作で算出された移動補正値を用いて、加工ヘッド２１を移動させてもよい。つまり、上述した付加加工動作を行う際には、制御装置７は、座標マッチング動作でのキャリブレーションプレート３４の計測結果に基づいて、加工ヘッド２１を移動させてもよい。その結果、ステージ座標系に対して加工座標系がずれていたとしても、制御装置７は、ステージ座標系に対して加工座標系がずれていない場合と同様に加工ヘッド２１を移動させることができる。つまり、その結果、ステージ座標系に対して加工座標系がずれていたとしても、制御装置７は、ワークＷの所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、加工ヘッド２１を移動させることができる。

【0059】

また、加工座標系とステージ座標系とが関連付けられると、制御装置７は、加工座標系及びステージ座標系のいずれか一方のある座標位置を、加工座標系及びステージ座標系のいずれか他方の座標位置に変換することができる。このため、「加工座標系とステージ座標系とを関連付ける」動作は、実質的には、加工座標系及びステージ座標系のいずれか一方のある座標位置を加工座標系及びステージ座標系のいずれか他方の座標位置に変換するために用いられる情報（例えば、変換行列）を算出する動作と等価であるとみなしてもよい。

【0060】

尚、上述した例では、キャリブレーションプレート３４がステージ３１θＸに取り付けられていたが、ステージ３１θＺに取り付けられていてもよい。

【0061】

（１－２－３）偏心量取得動作
続いて、偏心量取得動作について説明する。以下では、初めに偏心量取得動作を行う技術的理由について説明した後に、偏心量取得動作の流れについて説明する。

【0062】

まず、図１３は、ステージ３１の回転軸とワークＷの理想的な回転軸とのずれ量である偏心量δがゼロとなるようにステージ３１によって支持されているワークＷを示している。尚、図１３から図１７では、図面の簡略化のために、ワークＷをステージ３１に固定するための保持金具の図示を省略している。第１実施形態では、ステージ３１θＺがワークＷを支持しているため、偏心量δは、ステージ３１θＺの回転軸（以降、“回転軸φＺ”と称する）とワークＷの理想的な回転軸（以降、“回転軸φＷ”と称する）とのずれ量を意味するものとする。特に、偏心量δは、回転軸φＺに交差する方向における回転軸φＺと回転軸φＷとのずれ量を意味するものとする。尚、回転軸φＷは、典型的には、ワークＷの質量中心（つまり、重心）を通過する軸であってもよい。図１３に示す例では、回転軸φＺに沿った方向に延びる円筒形状のワークＷの回転軸φＷが、円筒の中心を通過する軸となる。この場合、偏心量δは、回転軸φＺとワークＷの質量中心とのずれ量を意味していてもよい。

【0063】

図１３に示すように偏心量δがゼロになる場合には、ステージ３１θＺが回転軸φＺ周りに回転すると、加工ヘッド２１が静止した状態で加工ヘッド２１とワークＷとの相対的な位置関係が変動することはない。具体的には、図１４（ａ）は、偏心量δがゼロとなる状態でＺ軸に平行な回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。図１４（ｂ）は、偏心量δがゼロとなる状態でＺ軸に対して傾斜した回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。図１４（ｃ）は、偏心量δがゼロとなる状態でＺ軸に対して直交する回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。尚、Ｚ軸に対する回転軸φＺの状態は、ステージ３１θＸの回転によって変更可能である。図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように、偏心量δがゼロになる場合には、回転軸φＺと回転軸φＷとが重なる（つまり、一致する）。このため、ステージ３１θＺが回転軸φＺ周りに回転すると、ワークＷは、回転軸φＷ周りに回転する。その結果、加工ヘッド２１とワークＷとの相対的な位置関係が変動することはない。

【0064】

一方で、図１５は、偏心量δがゼロとならないようにステージ３１によって支持されているワークＷを示している。偏心量δがゼロにならない場合には、ステージ３１θＺが回転軸φＺ周りに回転すると、加工ヘッド２１が静止しているにも関わらず加工ヘッド２１とワークＷとの相対的な位置関係が変動する可能性がある。即ち、加工座標系とワークＷとの相対的な位置関係が変動する可能性がある。

【0065】

具体的には、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、偏心量δがゼロとならない状態でＺ軸に平行な回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、偏心量δがゼロにならない場合には、回転軸φＺと回転軸φＷとが重ならない（つまり、一致しない）。このため、ステージ３１θＺが回転軸φＺ周りに回転すると、ワークＷは、回転軸φＷとは異なる回転軸φＺ周りに回転する。その結果、ワークＷは、加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）、回転軸φＺ周りのステージ３１θＺの回転角度に応じた方向に向かって、回転軸φＺ周りのステージ３１θＺの回転角度に応じた変位量だけ変位する。具体的には、ワークＷは、加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）、回転軸φＺに直交する面（図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す例では、ＸＹ平面）内で変位する。

【0066】

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、偏心量δがゼロとならない状態でＺ軸に対して傾斜した回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。この場合も、ワークＷは、加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）、回転軸φＺに直交する面（図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に交差する面）内で変位する。

【0067】

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、偏心量δがゼロとならない状態でＺ軸に直交した回転軸φＺ周りに回転しているステージ３１θＺによって支持されているワークＷと加工ヘッド２１との相対的な位置関係を示す。この場合も、ワークＷは、加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）、回転軸φＺに直交する面（図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示す例では、ＸＺ面）内で変位する。

【0068】

このようなステージ３１θＺの回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位（つまり、加工ヘッド２１とワークＷとの相対的な位置関係の変動）は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置の意図しない変動につながる可能性がある。その結果、加工ヘッド２１は、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬを照射することができなくなる可能性がある。そこで、第１実施形態では、加工システムＳＹＳａは、偏心量取得動作によって偏心量δを取得し、付加加工動作を行う際に（つまり、ワークＷの加工中に、加工光ＥＬの照射中に）、取得した偏心量δに基づいてワークＷを加工する。具体的には、加工システムＳＹＳａは、取得した偏心量δに基づいて、ステージ３１（例えば、ステージ３１θＸ及び３１θＺの少なくとも一方）を回転させると共に加工ヘッド２１を移動させる。つまり、加工システムＳＹＳａは、取得した偏心量δに基づいて、ステージ３１の回転と並行して加工ヘッド２１を移動させる。

【0069】

より具体的には、加工システムＳＹＳａは、偏心量δに基づいて、ステージ３１を回転させると共に、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位の影響を低減する（典型的には、相殺する、以下同じ）ように、偏心量δに基づいて、加工ヘッド２１を移動させる。ここで、上述したように、ステージ３１の回転に伴い、ワークＷは、加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）回転軸φＺに直交する面内で変位する。このため、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１θＺの回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位する場合であってもワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬを照射されるように、偏心量δに基づいて、回転軸φＺに直交する面内で加工ヘッド２１を移動させてもよい。例えば、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すようにＸＹ平面内でワークＷが加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）変位する場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位しても、ワークＷの所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、ＸＹ平面内で加工ヘッド２１を移動させてもよい。この場合、加工システムＳＹＳａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って加工ヘッド２１を移動させてもよい。例えば、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すようにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に交差する面（つまり、加工ヘッド２１の移動方向に対して傾斜している面）内でワークＷが加工ヘッド２１に対して変位する場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位しても、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に交差する面内で加工ヘッド２１を移動させてもよい。この場合、加工システムＳＹＳａは、Ｚ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させる（つまり、上下動させる）と共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って加工ヘッド２１を移動させてもよい。例えば、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すようにＸＺ平面内でワークＷが加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）変位する場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位しても、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、ＸＺ平面内で加工ヘッド２１を移動させてもよい。この場合、加工システムＳＹＳａは、Ｚ軸方向に沿って加工ヘッド２１を移動させてもよい（つまり、上下動させてもよい）。

【0070】

加工システムＳＹＳａは、ステージ３１θＺの回転に伴って加工ヘッド２１に対して（加工座標系に対して）ワークＷが変位する場合であっても、加工ヘッド２１を移動させて、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬを照射することができる。その結果、加工システムＳＹＳａは、回転するステージ３１上に厳密にワークＷを位置合わせしなくても、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬを照射することができる。

【0071】

加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド２１を移動させるために、ステージ３１の位置を計測する位置計測器３３の計測結果を用いてもよい。例えば、加工システムＳＹＳａは、位置計測器３３の計測結果に基づいて、回転軸φＺ周りのステージ３１θＺの回転角度を算出し、算出した回転角度に基づいて、加工ヘッド２１を移動させてもよい。

【0072】

尚、ステージ３１がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つに沿って移動可能である場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位してもワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、加工ヘッド２１に加えて又は代えてステージ３１を移動させてもよい。つまり、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位を考慮して、加工ヘッド２１に加えて又は代えてワークＷを移動させてもよい。

【0073】

また、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置を変更するように移動可能な照射位置変更光学部材を照射光学系２１１が備えている場合には、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位を考慮して、加工ヘッド２１に加えて又は代えて照射位置変更光学部材を移動させてもよい。照射位置変更光学部材の一例として、照射光学系２１１の構成を示す図１９に示すように、ガルバノミラー２１１１があげられる。この場合、加工システムＳＹＳａは、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位を考慮して、ガルバノミラー２１１１を移動してもよい（具体的には、ガルバノミラー２１１１の動きを制御してもよい）。照射位置変更光学部材の他の一例として、ポリゴンミラーがあげられる。

【0074】

続いて、図２０を参照しながら、偏心量δを取得するための偏心量取得動作の流れについて説明する。図２０は、偏心量取得動作の流れを示すフローチャートである。

【0075】

図２０に示すように、制御装置７は、計測装置４によるステージ３１の計測結果を用いて、ステージ３１の回転軸（第１実施形態では、ステージ３１θＺの回転軸φＺ）を算出する（ステップＳ２１）。尚、回転軸φＺを算出する動作の具体的内容については、図２１を参照しながら後に詳述する。更に、制御装置７は、計測装置４によるワークＷの計測結果を用いて、ステップＳ２１に相前後して、ワークＷの回転軸φＷを算出する（ステップＳ２２）。尚、回転軸φＷを算出する動作の具体的内容については、図２２を参照しながら後に詳述する。その後、制御装置７は、ステップＳ２１で算出した回転軸φＺと、ステップＳ２２で算出した回転軸φＷとに基づいて、偏心量δを算出する（ステップＳ２３）。

【0076】

尚、ステップＳ２１で算出される回転軸φＺは、ステージ３１の位置に固有の情報である。このため、ステップＳ２１で算出される回転軸φＺは、ステージ３１の位置に関するステージ位置情報の一具体例であるとも言える。この場合、制御装置７は、回転軸φＺに加えて又は代えて、計測装置４によるステージ３１の計測結果を用いて、ステージ３１の位置に関する任意のステージ位置情報を算出してもよい。その後、制御装置７は、ステージ位置情報に基づいて偏心量δを算出してもよい。

【0077】

尚、回転軸φＺの位置やステージ３１の位置が既知である場合には、このステップＳ２１を実行しなくてもよい。

【0078】

ステップＳ２２で算出される回転軸φＷは、ワークＷの位置に固有の情報である。このため、ステップＳ２２で算出される回転軸φＷは、ワークＷの位置に関するワーク位置情報の一具体例であるとも言える。この場合、制御装置７は、回転軸φＷに加えて又は代えて、計測装置４によるワークＷの計測結果を用いて、ワークＷの位置に関する任意のワーク位置情報を算出してもよい。その後、制御装置７は、ワーク位置情報に基づいて偏心量δを算出してもよい。

【0079】

ステップＳ２３で算出される偏心量δは、ステージ３１θＺの回転軸φＺとワークＷとの位置関係に関する位置関係情報の一具体例であるとも言える。つまり、ステップＳ２３で算出される偏心量δは、ステージ３１とワークＷとの位置関係に関する位置関係情報の一具体例であるとも言える。この場合、制御装置７は、偏心量δに加えて又は代えて、ステージ３１θＺの回転軸φＺとワークＷとの位置関係に関する任意の位置関係情報を算出してもよい。その後、加工システムＳＹＳａは、付加加工動作において、任意の位置関係情報に基づいて、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位を考慮して加工ヘッド２１を移動させてもよい。

【0080】

続いて、図２１を参照しながら、図２０のステップＳ２１におけるステージ３１θＺの回転軸φＺを算出する動作の流れについて説明する。図２１は、図２０のステップＳ２１におけるステージ３１θＺの回転軸φＺを算出する動作の流れを示すフローチャートである。

【0081】

上述したように、制御装置７は、計測装置４によるステージ３１の計測結果を用いて、ステージ３１θＺの回転軸φＺを算出する。但し、第１実施形態では、計測装置４の計測結果から回転軸φＺを算出しやすくするために、計測装置４は、ステージ３１の少なくとも一部を直接的に計測することに代えて、ステージ３１に載置されたキャリブレーションプレート３４の少なくとも一部を計測する。つまり、計測装置４は、ステージ３１に載置されたキャリブレーションプレート３４の少なくとも一部を計測することで、ステージ３１の少なくとも一部を間接的に計測する。但し、計測装置４は、ステージ３１の少なくとも一部を直接的に計測してもよい。例えば、後述するように、ステージ３１にキャリブレーションパターンＣＰが形成されている場合には、計測装置４は、ステージ３１の少なくとも一部（例えば、キャリブレーションパターンＣＰが形成された部分）を直接的に計測してもよい。

【0082】

このため、図２１に示すように、まずは、ステージ３１のステージ３１θＺにキャリブレーションプレート３４が載置される（ステップＳ２１０）。偏心量取得動作においても、座標マッチング動作と同様に、キャリブレーションプレート３４は、キャリブレーションプレート３４とステージ３１のステージ３１θＺとの位置関係が所望の位置関係となるように、ステージ３１に載置されてもよい。但し、偏心量取得動作においてステージ３１に載置されるキャリブレーションプレート３４には、感熱膜３４３が形成されていなくてもよい。尚、キャリブレーションプレート３４に代えて、所望のキャリブレーションパターンＣＰが形成された別のキャリブレーションプレートがステージ３１に載置されてもよい。

【0083】

その後、制御装置７は、ステージ３１が原点位置に位置するように、ステージ駆動系３２を制御する（ステップＳ２１１）。原点位置は、位置計測器３３が計測する回転角度がゼロになる位置であってもよい。

【0084】

その後、計測装置４は、キャリブレーションプレート３４の少なくとも一部を計測する（ステップＳ２１２）。具体的には、計測装置４は、キャリブレーションプレート３４に形成されたキャリブレーションパターンＣＰを計測する。

【0085】

その後、制御装置７は、キャリブレーションプレート３４の計測を終了するか否かを判定する（ステップＳ２１３）。例えば、制御装置７は、計測装置４がキャリブレーションプレート３４を第１所望回数計測した場合には、キャリブレーションプレート３４の計測を終了すると判定してもよい。第１所望回数は、少なくとも２回であることが好ましい。

【0086】

ステップＳ２１３における判定の結果、キャリブレーションプレート３４の計測を終了しないと判定された場合には（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、制御装置７は、ステージ３１θＺを回転軸φＺ周りに第１所望角度だけ回転させる（ステップＳ２１４）。第１所望角度は、３６０度未満の任意の角度であってもよい。第１所望角度は、３６０度の倍数とは異なる任意の角度であってもよい。その後、計測装置４は、キャリブレーションプレート３４を再度計測する（ステップＳ２１１）。つまり、第１実施形態では、計測装置４は、ステージ３１が回転する都度キャリブレーションプレート３４を計測する。計測装置４は、キャリブレーションプレート３４を異なる方向から複数回計測する。計測装置４は、異なる回転姿勢のキャリブレーションプレート３４を複数回計測する。

【0087】

他方で、ステップＳ２１３における判定の結果、キャリブレーションプレート３４の計測を終了すると判定された場合には（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、制御装置７は、ステップＳ２１２における計測装置４によるキャリブレーションプレート３４の計測結果を用いて、ステージ３１θＺの回転軸φＺを算出する（ステップＳ２１５）。具体的には、制御装置７は、キャリブレーションプレート３４の計測結果に基づいて、キャリブレーションパターンＣＰの位置を算出することができる。キャリブレーションパターンＣＰの位置は、実質的には、キャリブレーションプレート３４を支持するステージ３１の位置に対応する。従って、制御装置７は、キャリブレーションパターンＣＰの位置を算出することで、ステージ３１の位置を間接的に算出しているとみなしてもよい。計測装置４は、キャリブレーションパターンＣＰの位置を計測することで、ステージ３１の位置を間接的に計測しているとみなしてもよい。制御装置７は、キャリブレーションパターンＣＰの位置を、ステージ３１θＺが回転した回数だけ算出する。つまり、制御装置７は、キャリブレーションパターンＣＰの位置を、キャリブレーションプレート３４の計測時におけるステージ３１θＺの回転角度毎に算出する。その後、制御装置７は、ステージ３１θＺの回転角度毎に算出されたキャリブレーションパターンＣＰの位置を、円でフィッティングする。その後、制御装置７は、フィッティングにより求められた円の中心を通過し且つ当該円に直交する軸を、ステージ３１θＺの回転軸φＺとして算出する。

【0088】

尚、制御装置７は、図２１に示す動作と同様の動作を行うことで、ステージ３１θＸの回転軸を算出してもよい。

【0089】

続いて、図２２を参照しながら、図２０のステップＳ２２におけるワークＷの回転軸φＷを算出する動作の流れについて説明する。図２２は、図２０のステップＳ２２におけるワークＷの回転軸φＷを算出する動作の流れを示すフローチャートである。

【0090】

図２２に示すように、まずは、ステージ３１にワークＷが載置される（ステップＳ２２１）。その後、計測装置４は、ワークＷの少なくとも一部を計測する（ステップＳ２２２）。

【0091】

その後、制御装置７は、ワークＷの計測を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２３）。例えば、制御装置７は、計測装置４がワークＷを第２所望回数計測した場合には、ワークＷの計測を終了すると判定してもよい。第２所望回数は、少なくとも２回であることが好ましい。

【0092】

ステップＳ２２３における判定の結果、ワークＷの計測を終了しないと判定された場合には（ステップＳ２２３：Ｎｏ）、制御装置７は、ステージ３１θＺを回転軸φＺ周りに第２所望角度だけ回転させる（ステップＳ２２４）。第２所望角度は、３６０度未満の角度であってもよい。第２所望角度は、３６０度の倍数とは異なる角度であってもよい。その後、計測装置４は、ワークＷを再度計測する（ステップＳ２１１）。つまり、第１実施形態では、計測装置４は、ステージ３１が回転する都度ワークＷを計測する。計測装置４は、ワークＷを異なる方向から複数回計測する。計測装置４は、異なる回転姿勢のワークＷを複数回計測する。

【0093】

他方で、ステップＳ２２３における判定の結果、ワークＷの計測を終了すると判定された場合には（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、制御装置７は、ステップＳ２２２における計測装置４によるワークＷの計測結果を用いて、ワークＷの回転軸φＷを算出する（ステップＳ２２５）。具体的には、制御装置７は、ある回転姿勢のワークＷの計測結果に基づいて、ある回転姿勢のワークＷのうち計測装置４の計測範囲に含まれる部分の位置及び／又は形状に関する情報を生成する。一例として、制御装置７は、ある回転姿勢のワークＷの計測結果に基づいて、ある回転姿勢のワークＷの表面のうち計測装置４の計測範囲に含まれる部分を構成する複数の点に関する点群情報を生成してもよい。制御装置７は、ワークＷの少なくとも一部の位置及び／又は形状に関する情報を生成する動作を、ワークＷを計測した回数だけ繰り返す。その後、ワークＷの回転姿勢に応じて、ワークＷの少なくとも一部の位置及び／又は形状に関する情報をマージする。例えば、制御装置７は、第１の回転姿勢のワークＷの計測結果から第１の点群情報を生成し、第２の回転姿勢のワークＷの計測結果から第２の点群情報を生成し、第１及び第２の点群情報を、第１及び第２の回転姿勢に基づいてマージしてもよい。その結果、計測装置４が一方向のみからワークＷを計測した場合と比較して、ワークＷの表面に対して点群情報がその存在を示す領域が占める部分が多くなる。つまり、制御装置７は、ワークＷの全体像を把握できる可能性が高くなる。尚、ワークＷのうちマージ済みの点群情報がその存在を示していない部分が存在することが判明した場合には、制御装置７は、当該部分を新たに計測するように計測装置４を制御し、この計測装置４の計測結果を更にマージ済みの点群情報に更にマージしてもよい。その後、制御装置７は、マージした点群情報に基づいて、ワークＷの回転軸φＷを算出する。例えば、ワークＷの３次元モデル（例えば、設計情報）が取得可能である場合には、制御装置７は、マージした点群情報にワークＷの３次元モデルをフィッティングし、フィッティングした３次元モデルに基づいて、ワークＷの回転軸φＷを算出してもよい。或いは、ワークＷの３次元モデルが取得可能でない場合には、制御装置７は、マージした点群情報に基づいてワークＷのサーフェスモデル（或いは、ソリッドモデル）を生成し、生成したサーフェスモデル（或いは、ソリッドモデル）に基づいて、ワークＷの回転軸φＷを算出してもよい。

【0094】

以上説明した制御装置７についてまとめると、制御装置７は、図２０のステップＳ２１において、キャリブレーションプレート３４を異なる方向から複数回計測することで得られる複数の計測結果を取得し、複数の計測結果に基づいて、ステージ３１の回転軸φＺを算出している。更に、制御装置７は、図２０のステップＳ２２において、ワークＷを異なる方向から複数回計測することで得られる複数の計測結果を取得し、複数の計測結果に基づいて、ワークＷの回転軸φＷを算出している。更に、制御装置７は、算出した回転軸φＺ及びφＷに基づいて、偏心量δを算出している。このため、制御装置７は、第１の方向から計測されたワークＷ（つまり、第１の回転姿勢のワークＷ）の第１の計測結果と第２の方向から計測されたワークＷ（つまり、第２の回転姿勢のワークＷ）の第２の計測結果とを得る計測部と、第１及び第２の計測結果に基づいて偏心量δ（つまり、回転軸φＺとワークＷとの関係に関する情報）を得る関係取得部とを備える計測装置又は演算装置として機能しているとみなしてもよい。また、偏心量δは、偏心量取得動作においてステージ３１θＺを回転させた（つまり、ワークＷを回転させた）ときのワークＷの一点についての移動成分のうち回転移動成分を除いた平行移動成分に相当する。このため、制御装置７は、第１の方向から計測されたワークＷ（つまり、第１の回転姿勢のワークＷ）の第１の計測結果と第２の方向から計測されたワークＷ（つまり、第２の回転姿勢のワークＷ）の第２の計測結果とを得る計測部と、第１及び第２の計測結果に基づいて、偏心量取得動作においてステージ３１θＺを回転させた（つまり、ワークＷを回転させた）ときのワークＷの一点についての移動成分のうち回転移動成分を除いた平行移動成分を求めるずれ取得部とを備える計測装置又は演算装置として機能しているとみなしてもよい。

【0095】

尚、ここでは、制御装置７は、点群情報からワークＷの回転軸φＷまで求めているが、上述したように、制御装置７は、点群情報からワークＷの位置に関する任意の情報を求めてもよい。

【0096】

（１－３）技術的効果
以上説明したように、第１実施形態の加工システムＳＹＳａは、計測装置４の計測結果から得られる偏心量δに基づいて、ステージ３１を回転させ、且つ、ステージ３１の回転に伴う加工ヘッド２１に対するワークＷの変位を考慮して加工ヘッド２１を移動させることができる。このため、ステージ３１の回転に伴って加工ヘッド２１に対してワークＷが変位する場合であっても、加工システムＳＹＳａは、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬを照射することができる。その結果、加工システムＳＹＳａは、ワークＷを適切に加工することができる。一例として、加工システムＳＹＳａは、少ない加工誤差のもとでワークＷを加工することができる。

【0097】

（２）第２実施形態の加工システムＳＹＳ
続いて、第２実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第２実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｂ”と称する）について説明する。第２実施形態の加工システムＳＹＳｂは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの一部を除去する除去加工を行ってもよいという点で異なる。例えば、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷの形状が所望の形状になるように除去加工を行ってもよい。例えば、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷに所望の構造を形成するように除去加工を行ってもよい。例えば、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷの表面に所望の構造を形成するように除去加工を行ってもよい。例えば、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷの表面が研磨されるように除去加工を行ってもよい。

【0098】

除去加工を行う場合には、加工システムＳＹＳｂは、リブレット構造をワークＷ上に形成してもよい。リブレット構造は、ワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方）を低減可能な構造であってもよい。リブレット構造は、流体とワークＷの表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減可能な構造を含んでいてもよい。リブレット構造は、例えば、ワークＷの表面に沿った第１の方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿って延びる溝が、ワークＷの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。

【0099】

除去加工を行う場合には、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷの表面上に、任意の形状を有する任意の構造を形成してもよい。任意の構造の一例として、ワークＷの表面上の流体の流れに対して渦を発生させる構造があげられる。任意の構造の他の一例として、ワークＷの表面に疎水性を与えるための構造があげられる。任意の構造の他の一例としては、規則的又は不規則的に形成されたマイクロ・ナノメートルオーダの微細テクスチャ構造（典型的には凹凸構造）があげられる。このような微細テクスチャ構造は、流体（気体及び／又は液体）による抵抗を低減させる機能を有するサメ肌構造及びディンプル構造の少なくとも一方を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、撥液機能及びセルフクリーニング機能の少なくとも一方を有する（例えば、ロータス効果を有する）ハスの葉表面構造を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、液体輸送機能を有する微細突起構造（米国特許公開第２０１７／００４４００２号公報参照）、親液性機能を有する凹凸構造、防汚機能を有する凹凸構造、反射率低減機能及び撥液機能の少なくとも一方を有するモスアイ構造、特定波長の光のみを干渉で強めて構造色を呈する凹凸構造、ファンデルワールス力を利用した接着機能を有するピラーアレイ構造、空力騒音低減機能を有する凹凸構造、並びに、液滴捕集機能を有するハニカム構造等の少なくとも一つを含んでいてもよい。

【0100】

このような加工システムＳＹＳｂが図２３及び図２４に示されている。図２３は、加工システムＳＹＳｂのシステム構成を示すブロック図である。図２４は、加工システムＳＹＳｂの構造を示す断面図である。図２３及び図２４に示すように、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、材料供給源１及び混合装置１２を備えていなくてもよいという点で異なる。更に、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、材料ノズル２１２を備えていなくてもよいという点で異なる。具体的には、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、材料ノズル２１２を備えている加工ヘッド２１を備える加工ユニット２に代えて、材料ノズル２１２を備えていない加工ヘッド２１ｂを備える加工ユニット２ｂを備えているという点で異なる。つまり、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、造形材料Ｍを供給するための構成要件を備えていなくてもよいという点で異なる。加工システムＳＹＳｂのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同様であってもよい。

【0101】

以上説明した加工システムＳＹＳｂもまた、加工システムＳＹＳａと同様に、ワークＷを加工する（つまり、除去加工する）際に、座標マッチング動作及び偏心量取得動作の結果に基づいて、加工ヘッド２１ｂ及びステージ３１の少なくとも一方を移動させてもよい。例えば、加工システムＳＹＳｂは、加工光ＥＬをワークＷに照射している間に、偏心量取得動作の結果に基づいて、ステージ３１を回転させ且つ加工ヘッド２１ｂ（更には、ステージ３１）を移動させてもよい。その結果、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。

【0102】

尚、加工システムＳＹＳｂが図１９に示した照射位置変更光学部材（例えば、ガルバノミラー２１１１）を有している場合には、加工システムＳＹＳｂは、加工ヘッド２１を移動させることに代えて又は加えて、照射位置変更光学部材によって加工光ＥＬの照射位置を変更してもよい。このとき、加工システムＳＹＳｂは、計測装置４による計測結果から得られる偏心量δに基づいて、加工光ＥＬの照射位置を変更してもよい。

【0103】

尚、除去加工を行う場合には、加工システムＳＹＳｂは、複数のパルス光を含む加工光ＥＬをワークＷに照射してもよい。例えば、加工システムＳＹＳｂは、発光時間がナノ秒以下の複数のパルス光を含む加工光ＥＬをワークＷに照射してもよい。

【0104】

（３）第３実施形態の加工システムＳＹＳ
続いて、第３実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第３実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｃ”と称する）について説明する。第３実施形態の加工システムＳＹＳｃは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、加工光ＥＬに加えて又は代えて、ワークＷを機械加工するための工具２１５ｃ（後述する図２５及び図２１参照）を用いてワークＷを加工してもよいという点で異なる。つまり、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａと比較して、ワークＷを機械加工してもよいという点で異なる。例えば、加工システムＳＹＳｃは、ワークＷに工具を接触させることで、ワークＷを切削加工、研削加工、研磨加工又は切断加工してもよい。例えば、加工システムＳＹＳｃは、ワークＷの形状が所望の形状になるようにワークＷを機械加工してもよい。例えば、加工システムＳＹＳｃは、ワークＷに所望の構造を形成するようにワークＷを機械加工してもよい。例えば、加工システムＳＹＳｃは、ワークＷの表面に所望の構造を形成するようにワークＷを機械加工してもよい。例えば、加工システムＳＹＳｃは、ワークＷの表面が研磨されるようにワークＷを機械加工してもよい。

【0105】

このような加工システムＳＹＳｃが図２５及び図２６に示されている。図２５は、加工システムＳＹＳｃのシステム構成を示すブロック図である。図２６は、加工システムＳＹＳｃの構造を示す断面図である。図２５及び図２６に示すように、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａと比較して、光源５を備えていなくてもよいという点で異なる。更に、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａと比較して、照射光学系２１１を備えていなくてもよいという点で異なる。具体的には、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａと比較して、照射光学系２１１を備えている加工ヘッド２１を備える加工ユニット２に代えて、照射光学系２１１を備えていない加工ヘッド２１ｃを備える加工ユニット２ｃを備えているという点で異なる。つまり、加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、ワークＷに加工光ＥＬを照射するための構成要件を備えていなくてもよいという点で異なる。更に、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳｂと同様に、造形材料Ｍを供給するための構成要件を備えていなくてもよいという点で異なる。更に、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａと比較して、加工ヘッド２１に代えて、工具２１５ｃを備える加工ヘッド２１ｃを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｃのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同様であってもよい。

【0106】

以上説明した加工システムＳＹＳｃもまた、加工システムＳＹＳａと同様に、ワークＷを加工する（つまり、除去加工する）際に、座標マッチング動作及び偏心量取得動作の結果に基づいて、加工ヘッド２１ｃ及びステージ３１の少なくとも一方を移動させてもよい。例えば、加工システムＳＹＳｃは、工具２１５ｃをワークＷに接触させている間に、偏心量取得動作の結果に基づいて、ステージ３１を回転させ且つ加工ヘッド２１（更には、ステージ３１）を移動させてもよい。その結果、加工システムＳＹＳｃは、加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。

【0107】

（４）第４実施形態の加工システムＳＹＳ
続いて、図２７を参照しながら、第４実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第４実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｄ”と称する）について説明する。図２７は、第４実施形態の加工システムＳＹＳｄのシステム構成を示すブロック図である。

【0108】

図２７に示すように、第４実施形態の加工システムＳＹＳｄは、加工システムＳＹＳａと比較して、冷却装置９ｄを更に備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｄのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同様であってもよい。

【0109】

冷却装置９ｄは、ワークＷが載置されるステージ３１（第４実施形態では、ステージ３１θＺ）を冷却するための装置である。具体的には、ステージ３１θＺに載置されたワークＷには、加工光ＥＬが照射される。ワークＷに加工光ＥＬが照射されると、加工光ＥＬからワークＷに対して熱が伝達される。ワークＷに熱が伝達されると、ワークＷからワークＷが載置されているステージ３１θＺに対して熱が伝達される。その結果、ステージ３１θＺの温度が相対的に高くなってしまう可能性がある。冷却装置９ｄは、このように温度が相対的に高くなる可能性があるステージ３１θＺを冷却する。尚、ステージ３１θＺが筐体８の内部空間に収容されているため、冷却装置９ｄもまた、筐体８の内部空間に収容される。

【0110】

冷却装置９ｄは、空冷式の冷却装置を含んでいてもよい。例えば、冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺに気体を供給することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。つまり、冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺに面する空間に気体を供給することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺに面する空間に気体の流れを形成することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。以下、図２８を参照しながら、ステージ３１θＺに面する空間に気体を供給することでステージ３１θＺを冷却する冷却装置９ｄの一例について説明する。図２８は、冷却装置９ｄの構造の一例を示す断面図である。

【0111】

図２８に示すように、冷却装置９ｄは、上面３１１にワークＷが載置されるステージ３１θＺの下面３１２（つまり、上面３１１の反対側の面）に気体を供給することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。つまり、冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺの下面３１２に面する空間ＳＰ１に気体を供給することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。ステージ３１θＺの下面３１２は、ステージ３１θＸに面している。このため、空間ＳＰ１は、ステージ３１θＺの下面３１２とステージ３１θＸとの間の空間の少なくとも一部を含んでいてもよい。但し、冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺの下面３１２以外の面に面する空間に気体を供給することで、ステージ３１θＺを冷却してもよい。

【0112】

冷却装置９ｄは、ステージ３１θＺの下方から空間ＳＰ１に気体を供給してもよい。ステージ３１θＺの下方からステージ３１θＺの下面３１２に面する空間ＳＰ１に気体が供給される場合、ステージ３１θＺの上面３１１に面する空間（つまり、ワークＷに面する空間）に気体の流れが形成される可能性は低くなる。このため、上面３１１に載置されたワークＷに供給される造形材料Ｍが、ステージ３１θＺを冷却するための気体によって吹き飛ばされにくくなる。従って、材料ノズル２１２は、ステージ３１θＺを冷却するための気体の影響を受けることなく、ワークＷに造形材料Ｍを供給することができる。

【0113】

ステージ３１θＺの下面３１２がステージ３１θＸに面しているため、冷却装置９ｄは、ステージ３１θＸの内部を介して、空間ＳＰ１に気体を供給してもよい。冷却装置９ｄは、ステージ３１θＸの内部に形成される気体の供給路を介して、空間ＳＰ１に気体を供給してもよい。具体的には、図２８に示すように、ステージ３１θＸの筐体３１３ｄの内部には、空間ＳＰ１に気体を供給するための供給路（言い換えれば、供給空間）ＳＰ２が形成されていてもよい。供給路ＳＰ２は、筐体３１３ｄの外部から筐体３１３ｄの内部（特に、供給路ＳＰ２）に気体を取り込むために筐体３１３ｄに形成された開口３１４ｄに接続されている。この場合、冷却装置９ｄは、開口３１４ｄに配置されるファン９１ｄを備えていてもよい。ファン９１ｄは、筐体３１３ｄの外部から筐体３１３ｄの内部（特に、供給路ＳＰ２）に気体を取り込むように駆動可能である。更に、供給路ＳＰ２は、筐体３１３ｄの内部の供給路ＳＰ２から筐体３１３ｄの外部の空間ＳＰ１に気体を供給するために筐体３１３ｄに形成された開口３１５ｄに接続されている。開口３１５ｄは、筐体８のうち空間ＳＰ１に面する部分（例えば、ステージ３１θＺの下方に位置する部分）に形成されている。この場合、冷却装置９ｄは、開口３１４ｄに配置されたファン９１ｄを介して筐体３１３ｄの外部から供給路ＳＰ２に気体を取り込み、取り込んだ気体を供給路ＳＰ２及び開口３１５ｄを介して、空間ＳＰ１に供給する。その結果、空間ＳＰ１に気体の流れが形成され、当該気体の流れによってステージ３１θＺが冷却される。尚、この場合に空間ＳＰ１に供給される気体は、気体供給源６から筐体８の内部に供給されるパージガスの少なくとも一部を含んでいてもよい。

【0114】

ステージ３１θＸの筐体３１３の内部には、ステージ３１θＺを回転させるための回転機構（移動機構）として機能可能なモータ３２２θＺが収容される収容空間ＳＰ３が形成されていてもよい。モータ３２２θＺが発生した力は、ステージ３１θＺに接続される動力伝達機構（移動機構）である回転シャフト３２１θＺ及びモータ３２２θＺの回転軸と回転シャフト３２１θＺとを接続する動力伝達機構（移動機構）であるベルト３２３θＺを介して、ステージ３１θＺに伝達される。この場合、回転シャフト３２１θＺ及びベルト３２３θＺの少なくとも一部もまた、収容空間ＳＰ３に収容されていてもよい。収容空間ＳＰ３は、隔壁部材３６ｄを介して、供給路ＳＰ２と空間的に分離されていてもよい。収容空間ＳＰ３が隔壁部材３６ｄを介して供給路ＳＰ２と空間的に分離される場合には、造形材料Ｍが収容空間ＳＰ３に侵入する（その結果、モータ３２２θＺ等が造形材料Ｍによって汚染される）ことが抑制される。尚、モータ３２２θＺの回転軸と回転シャフト３２１θＺとを、ベルト３２３θＺを介さずに直結してもよい。

【0115】

ステージ３１θＸと回転シャフト３２１θＸとは、減速機３２４ｄを介して接続されていてもよい。例えば、減速機３２４ｄは、ステージ３１θＸの下面と回転シャフト３２１θＸとを接続してもよい。この場合、減速機３２４ｄが発熱する可能性があるが、ステージ３１θＺを冷却するための気体の流れによって減速機３２４ｄもまた冷却されてもよい。

【0116】

冷却装置９ｄは更に、導風部材９２ｄを備えていてもよい。導風部材９２ｄは、空間ＳＰ１から空間ＳＰ１の外部に向かう気体を空間ＳＰ１に戻すように機能してもよい。その結果、冷却装置９ｄが導風部材９２ｄを備えていない場合と比較して、ステージ３１θＺの冷却効率が高くなる。

【0117】

以上説明したように、加工システムＳＹＳｄは、加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、ワークＷが載置されるステージ３１（例えば、ステージ３１θＺ）を冷却することができる。

【0118】

尚、第２実施形態の加工システムＳＹＳｂ及び第３実施形態の加工システムＳＹＳｃの少なくとも一方が冷却装置９ｄを備えていてもよい。

【0119】

（５）変形例
続いて、加工システムＳＹＳの変形例について説明する。

【0120】

（５－１）キャリブレーションプレート３４の変形例
上述した説明では、キャリブレーションプレート３４に形成されている感熱膜３４３は、計測装置４の計測光ＭＬに対して透明である。しかしながら、感熱膜３４３の少なくとも一部は、計測装置４の計測光ＭＬに対して不透明であってもよい。

【0121】

感熱膜３４３が不透明である場合には、キャリブレーションプレート３４の一例を示す平面図である図２９に示すように、感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰの全体を覆っていてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、上述したキャリブレーション動作において、感熱膜３４３に加工光ＥＬを照射し（図６のステップＳ１２）、その後、感熱膜３４３が形成されたキャリブレーションプレート３４を計測することで、感熱パターンＰＰを計測し（図６のステップＳ１３）、その後、感熱膜３４３が除去された後に、感熱膜３４３が除去されたキャリブレーションプレート３４を計測することで、キャリブレーションパターンＣＰを計測し（図６のステップＳ１３）、その後、感熱パターンＰＰの計測結果とキャリブレーションパターンＣＰの計測結果とをマージすることで、加工座標系とステージ座標系とを関連付けてもよい。

【0122】

或いは、キャリブレーションプレート３４の一例を示す平面図である図３０に示すように、感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰの一部を覆っていてもよい。つまり、キャリブレーションパターンＣＰの他の一部が感熱膜３４３によって覆われていなくてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、上述したキャリブレーション動作において、感熱膜３４３に加工光ＥＬを照射し（図６のステップＳ１２）、その後、感熱膜３４３が形成されたキャリブレーションプレート３４を計測することで、感熱パターンＰＰ及びキャリブレーションパターンＣＰの一部を計測し（図６のステップＳ１３）、その後、感熱膜３４３が除去された後に、感熱膜３４３が除去されたキャリブレーションプレート３４を計測することで、キャリブレーションパターンＣＰを計測し（図６のステップＳ１３）、その後、感熱パターンＰＰの計測結果とキャリブレーションパターンＣＰの計測結果とをマージすることで、加工座標系とステージ座標系とを関連付けてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、感熱パターンＰＰの計測結果及びキャリブレーションパターンＣＰの計測結果の双方に含まれるキャリブレーションパターンＣＰの一部（つまり、感熱膜３４３によって覆われていなかったキャリブレーションパターンＣＰの一部）の計測結果を用いて、感熱パターンＰＰの計測結果とキャリブレーションパターンＣＰの計測結果とを相対的に高精度にマージすることができる。尚、感熱膜３４３が透明である場合においても、感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰの一部を覆っている一方で、キャリブレーションパターンＣＰの他の一部を覆っていなくてもよい。

【0123】

或いは、キャリブレーションプレート３４の一例を示す平面図である図３１に示すように、感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰを覆っていなくてもよい。つまり、ベース部材３４１の第１部分に感熱膜３４３が形成され、ベース部材３４１の第１部分にキャリブレーションパターンＣＰが形成されていてもよい。尚、感熱膜３４３が透明である場合においても、感熱膜３４３は、キャリブレーションパターンＣＰを覆っていなくてもよい。

【0124】

（５－２）キャリブレーションパターンＣＰの変形例
上述した説明では、キャリブレーションパターンＣＰは、キャリブレーションプレート３４に形成されている。しかしながら、キャリブレーションパターンＣＰは、キャリブレーションプレート３４とは異なる部材に形成されていてもよい。例えば、キャリブレーションパターンＣＰは、ステージ３１に載置されている、ワークＷとは異なる部材（例えば、基準部材）に形成されていてもよい。例えば、図３２から図３４に示すように、キャリブレーションパターンＣＰは、ステージ３１に形成されていてもよい。図３２から図３４は、キャリブレーションパターンＣＰがステージ３１θＺに形成される例を示しているが、キャリブレーションパターンＣＰは、ステージ３１θＸに形成されていてもよい。図３２は、キャリブレーションパターンＣＰが、ステージ３１θＺの上面３１１（つまり、ワークＷが載置される面）に形成される例を示している。図３３は、キャリブレーションパターンＣＰが、ステージ３１θＺの上面３１１のうちワークＷに面して当該ワークＷを実際に保持する保持面３１１１とは異なる面（例えば、保持面３１１１の外側に位置する外周面３１１２）に形成される例を示している。図３４は、キャリブレーションパターンＣＰが、ステージ３１θＺの側面３１６に形成される例を示している。

【0125】

図３３及び図３４に示すように、ステージ３１θＺの保持面３１１１とは異なる面にキャリブレーションパターンＣＰが形成される場合には、加工システムＳＹＳは、ワークＷがステージ３１θＺに載置された状態で上述した座標マッチング動作及び偏心量取得動作のそれぞれを行うことができる。更には、ステージ３１θＺの保持面３１１１とは異なる面にキャリブレーションパターンＣＰが形成される場合には、加工システムＳＹＳは、偏心量取得動作において、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部とワークＷの少なくとも一部との双方を同時に計測することができる。つまり、加工システムＳＹＳは、ワークＷの少なくとも一部と共に、ステージ３１のキャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部を計測することができる。このため、ステージ３１θＺの回転軸φＺを算出するための計測装置４によるキャリブレーションパターンＣＰの計測と、ワークＷの回転軸φＷを算出するための計測装置４によるワークＷの計測とが別々に行われなくてもよくなる。このため、偏心量取得動作に要する時間が低減可能となる。

【0126】

尚、ステージ３１θＸ及び３１θＺのそれぞれが回転するため、キャリブレーションパターンＣＰは、回転するステージ３１θＸ及び３１θＺの少なくとも一方の位置を特定可能なパターンを含んでいてもよい。例えば、図３３及び図３４に示すように、キャリブレーションパターンＣＰは、エンコーダパターン（例えば、格子パターン）を含んでいてもよい。このエンコーダパターンは、アブソリュート・パターンであってもよい。

【0127】

尚、キャリブレーションパターンＣＰがステージ３１に形成されている場合、計測装置４は、ワークＷがステージ３１に載置されている状態で、このステージ３１上のキャリブレーションパターンＣＰを計測してもよい。

【0128】

専用のキャリブレーションパターンＣＰに加えて又は代えて、ステージ３１に形成された既存の構造物が、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部として用いられてもよい。例えば、ステージ３１に形成された凹部（例えば、ネジ穴等の開口）が、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部として用いられてもよい。例えば、ステージ３１に形成された凸部（例えば、突起物）が、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部として用いられてもよい。この場合、計測装置４は、ワークＷがステージ３１に載置されている状態で、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部として用いられる既存の構造物を計測してもよい。

【0129】

（５－３）その他の変形例
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、キャリブレーションパターンＣＰを計測して回転軸φＺを求めている（つまり、算出している）。しかしながら、加工システムＳＹＳは、キャリブレーションパターンＣＰの少なくとも一部を計測して回転軸φＸを求めてもよい。

【0130】

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、キャリブレーションパターンＣＰを計測して回転軸φＺ（φＸ）を求めている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ステージ３１（ステージ３１θＺ）の少なくとも一部を計測して回転軸φＺを計測してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ステージ３１（ステージ３１θＺ）の三次元形状計測結果を、予め準備されたステージ３１（ステージ３１θＺ）の設計モデルと計測座標系上で座標マッチングさせ、計測座標系上で設計モデルが有している回転軸を、得るべき回転軸（例えば、回転軸φＺ）としてもよい。

【0131】

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、回転軸φＺ（φＸ）を求めている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、回転軸φＺ（φＸ）を求めなくてよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ステージ３１にワークＷを保持した状態で、ステージ３１の少なくとも一部とワークＷの少なくとも一部の三次元形状の計測を行い、計測されたステージ３１の点群情報及び計測されたワークＷの点群情報を、仮想的な座標系においてステージ３１の設計モデル及びワークＷのモデルとマッチングさせてもよい。そして、加工システムＳＹＳは、仮想的な座標系においてステージ３１を回転させたときのワークＷの変位を算出して、その算出結果を用いて、加工ヘッド２１の移動を制御してもよい。

【0132】

上述した説明では、ワークＷが円筒形であったが、ワークＷの形状は円筒形のような回転対称な形状には限定されない。

【0133】

尚、上述した説明では、ステージ３１θＺでの保持手法についての詳細説明を省略したが、例えば、図３５（ａ）及び図３５（ｂ）に示すように、ステージ３１θＺに設けられたネジ穴３１θＺｔｐ（図３５（ａ）参照）に、一つ以上の保持金具３１７を介してワークＷを固定してもよい。

【0134】

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬをワークＷに照射することでワークＷを加工している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、任意のエネルギビームをワークＷに照射することで、ワークＷを加工してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、光源５及び照射光学系２１１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の一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波等の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビーム等の少なくとも一方があげられる。

【0135】

（６）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］
エネルギビームを用いて物体を加工する加工システムにおいて、
前記物体及び前記エネルギビームに対する感応性を有する感応膜が形成された計測部材の夫々を保持可能な保持部と、
前記物体及び前記計測部材の夫々に前記エネルギビームを照射可能な照射装置と、
前記照射装置と前記保持部との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記計測部材の少なくとも一部を計測する計測装置と、
前記位置変更装置を制御する制御装置と
を備え、
前記保持部が前記計測部材を保持している第１期間の少なくとも一部において、前記位置変更装置は、前記照射装置と前記保持部との相対的な位置関係を変更し、且つ、前記照射装置は、前記計測部材の前記感応膜の少なくとも一部に前記エネルギビームを照射し、
前記制御装置は、前記保持部が前記物体を保持している第２期間の少なくとも一部において、前記エネルギビームが照射された前記計測部材の計測結果に基づいて、前記位置変更装置を制御する
加工システム。
［付記２］
前記エネルギビームが照射された前記計測部材の計測結果は、前記感応膜のうち前記エネルギビームに感応した部分の計測結果を含む
付記１に記載の加工システム。
［付記３］
前記計測部材には、所定の計測パターンが形成されており、
前記感応膜は、前記計測装置が前記計測部材を計測するために用いる計測光に対して透明であって且つ前記計測パターンの少なくとも一部を覆うように形成されている
付記１又は２に記載の加工システム。
［付記４］
前記計測部材には、所定の計測パターンが形成されており、
前記感応膜は、前記計測装置が前記計測部材を計測するために用いる計測光に対して不透明であって且つ前記計測パターンの少なくとも一部を覆うように形成されており、
前記第１期間の少なくとも一部において、前記計測装置は、前記エネルギビームが照射された前記感応部材を計測し、その後、前記感応膜が除去された前記計測部材を計測する
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］
前記第２期間の少なくとも一部において、前記制御装置は、前記照射装置が前記物体の所望位置に前記エネルギビームを照射するように、前記位置変更装置を制御する
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］
載置物を回転可能な回転装置に載置された物体を計測する計測装置であって、
前記回転装置上の前記物体の第１計測結果と、前記第１計測結果を得たときの前記物体の回転姿勢とは異なる姿勢で前記物体を計測した際の第２計測結果とを得る計測部と、
前記第１及び第２計測結果に基づいて、前記物体と前記回転装置の回転軸との関係を得る関係取得部と
を備える計測装置。
［付記７］
載置物を回転可能な回転装置に載置された物体を計測する計測装置であって、
前記回転装置上の前記物体の第１計測結果と、前記第１計測結果を得たときの前記物体の回転姿勢とは異なる姿勢で前記物体を計測した際の第２計測結果とを得る計測部と、
前記第１及び第２計測結果に基づいて、前記物体を回転させたときの前記物体の一点についての移動成分のうち回転移動成分を除いた平行移動成分を求めるずれ取得部と
を備える計測装置。
［付記８］
載置物を回転可能な回転装置に載置された物体を計測する計測装置に接続される演算装置であって、
前記回転装置上の前記物体の第１計測結果と、前記第１計測結果を得たときの前記物体の回転姿勢とは異なる姿勢で前記物体を計測した際の第２計測結果とを得る計測部と、
前記第１及び第２計測結果に基づいて、前記物体と前記回転装置の回転軸との関係を得る関係取得部と
を備える演算装置。
［付記９］
載置物を回転可能な回転装置に載置された物体を計測する計測装置に接続される演算装置であって、
前記回転装置上の前記物体の第１計測結果と、前記第１計測結果を得たときの前記物体の回転姿勢とは異なる姿勢で前記物体を計測した際の第２計測結果とを得る計測部と、
前記第１および第２計測結果に基づいて、前記物体を回転させたときの前記物体の一点についての移動成分のうち回転移動成分を除いた平行移動成分を求めるずれ取得部と
を備える演算装置。
［付記１０］
物体を加工する加工システムにおいて、
前記物体を加工する加工装置と、
前記物体を保持する保持部を回転させる回転装置と、
前記保持部によって保持された前記物体の少なくとも一部を計測する計測装置と、
前記回転装置及び前記計測装置を制御して、前記物体を計測した後に前記保持部を回転させ、前記保持部を回転させた後に前記物体を計測する制御装置と
を備える加工システム。
［付記１１］
前記制御装置は、前記保持部を回転させる前に前記物体を計測して得られる第１計測結果と、前記保持部を回転させた後に前記物体を計測して得られる第２計測結果とに基づいて、前記保持部に保持された前記物体の位置情報を取得する
付記１０に記載の加工システム。
［付記１２］
前記加工装置は、前記制御装置によって求められた前記物体の位置情報に基づいて、前記物体を加工する
付記１１に記載の加工システム。
［付記１３］
前記制御装置は、前記第１計測結果を得た後に、前記物体を３６０度未満の回転角だけ回転させて前記物体を計測して第２計測結果を得るように、前記回転装置及び前記計測装置を制御する
付記１１又は１２に記載の加工システム。
［付記１４］
前記回転装置の回転軸の前記計測装置の計測軸に対する角度を変更する角度変更装置を更に備える
付記１１から１３のいずれか一項に記載の加工システム。

【0136】

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。

【0137】

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】

【0138】

２ 加工ユニット
２１ 加工ヘッド
２２ ヘッド駆動系
３ ステージユニット
３１、３１θＸ、３１θＺ ステージ
３２ ステージ駆動系
３４ キャリブレーションプレート
３４３ 感熱膜
４ 計測装置
７ 制御装置
９ｄ 冷却装置
９１ｄ ファン
９２ｄ 導風部材
Ｗ ワーク
ＥＬ 加工光
ＣＰ キャリブレーションパターン
ＣＭ キャリブレーションマーカ

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】