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技術 立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法

出願人 株式会社リコー
発明者 瀧本晃司西尾卓衛中澤聡一宮田弘幸
出願日 2019年3月20日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-053521
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-152017
状態 未査定
技術分野 プラスチック等のその他の成形、複合成形(変更なし)
主要キーワード 粉体槽 放熱エネルギー サーモカメラ 除去板 略ドーム形状 付与されたエネルギー スポットヒーター 余剰粉体
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

立体造形物の反りの発生を抑制することができる立体造形物の製造装置の提供。

解決手段

粉体層を形成する粉体層形成手段と、前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、を有する立体造形物の製造装置である。

概要

背景

粉体積層による三次元造形方式(粉体積層造形方式)において、粉体層の面上の造形領域放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体吐出し、放射エネルギーを付与して樹脂粒子を含む粉体どうし融着させ、立体造形物造形する方式が知られている。

このような造形方式は、High Speed Sintering(HSS)方式の一種であり、このHSS方式における放射エネルギーを付与する方法について様々な提案がされている。例えば、第一の量の放射エネルギーにより焼結性材料に対して予備融着動作を行い、次に、第一の量の放射エネルギーよりも大きな第二の量の放射エネルギーにより焼結性材料を完全に融着させる融着動作を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

立体造形物の反りの発生を抑制することができる立体造形物の製造装置の提供。粉体層を形成する粉体層形成手段と、前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、を有する立体造形物の製造装置である。

目的

本発明は、立体造形物の反りの発生を抑制することができる立体造形物の製造装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

粉体層を形成する粉体層形成手段と、前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、を有することを特徴とする立体造形物製造装置

請求項2

前記第2のエネルギー密度が、前記第1のエネルギー密度をX(W/mm2)としたとき、0.015X以上0.750X以下である、請求項1に記載の立体造形物の製造装置。

請求項3

前記第2のエネルギー密度が前記粉体層の材料の比熱に基づいて設定される、請求項1から2のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。

請求項4

前記第2のエネルギー密度が、前記粉体層の材料を、前記粉体層の材料の融点よりも高い温度に維持可能である、請求項1から3のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。

請求項5

前記放射エネルギー付与手段が光照射手段である、請求項1から4のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。

請求項6

前記光照射手段が、光源と、前記光源から出射される光を反射するリフレクターとを備える、請求項5に記載の立体造形物の製造装置。

請求項7

前記リフレクターが、前記光源から出射される光を一定方向に反射可能である、請求項6に記載の立体造形物の製造装置。

請求項8

前記リフレクターにより集光される集光領域が2以上あり、前記集光領域のうちの一の集光領域は他の集光領域よりも面積が狭く、前記一の集光領域が前記第1の放射エネルギーが付与された領域であり、前記他の集光領域が前記第2の放射エネルギーが付与された領域である、請求項6から7のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。

請求項9

前記放射エネルギー付与手段が、前記第1のエネルギー密度の前記第1の放射エネルギーを付与する第1の放射エネルギー源と、前記第1のエネルギー密度よりも低い前記第2のエネルギー密度の前記第2の放射エネルギーを付与する第2の放射エネルギー源とを有する、請求項1から5のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。

請求項10

前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源の順に備える、請求項9に記載の立体造形物の製造装置。

請求項11

前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第1の放射エネルギー源の順に備え、前記走査方向における一の向きでの走査と、前記一の向きと逆向きでの走査とが可能である、請求項9に記載の立体造形物の製造装置。

請求項12

前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第1の放射エネルギー源の順に備え、前記放射エネルギー吸収剤付与手段が、2つの前記第2の放射エネルギー源の間に配され、前記走査方向における一の向きでの走査と、前記一の向きと逆向きでの走査とが可能である、請求項9に記載の立体造形物の製造装置。

請求項13

粉体層を形成する粉体層形成工程と、前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与工程と、前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与工程と、を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。

請求項14

前記第2のエネルギー密度が、前記第1のエネルギー密度をX(W/mm2)としたとき、0.015X以上0.750X以下である、請求項13に記載の立体造形物の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、立体造形物製造装置、及び立体造形物の製造方法に関する。

背景技術

0002

粉体積層による三次元造形方式(粉体積層造形方式)において、粉体層の面上の造形領域放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体吐出し、放射エネルギーを付与して樹脂粒子を含む粉体どうし融着させ、立体造形物を造形する方式が知られている。

0003

このような造形方式は、High Speed Sintering(HSS)方式の一種であり、このHSS方式における放射エネルギーを付与する方法について様々な提案がされている。例えば、第一の量の放射エネルギーにより焼結性材料に対して予備融着動作を行い、次に、第一の量の放射エネルギーよりも大きな第二の量の放射エネルギーにより焼結性材料を完全に融着させる融着動作を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、立体造形物の反りの発生を抑制することができる立体造形物の製造装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造装置は、
粉体層を形成する粉体層形成手段と、
前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、
前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、
を有する。

発明の効果

0006

本発明によると、立体造形物の反りの発生を抑制することができる立体造形物の製造装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0007

図1は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための平面図である。
図2は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための側面図である。
図3は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための断面図である。
図4は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の制御部のブロック図である。
図5Aは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図5Bは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図5Cは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図5Dは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図5Eは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図5Fは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図6Aは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図6Bは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図6Cは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図6Dは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図6Eは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図6Fは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。
図7は、従来の技術における、粉体層に照射する照射エネルギー密度と、粉体層における上面及び下面の温度プロファイルとの関係の一例を示すグラフである。
図8は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。
図9は、第1の実施形態における、粉体層に照射する照射エネルギー密度と、粉体層における上面及び下面の温度プロファイルとの関係の一例を示すグラフである。
図10は、粉体層に付加したエネルギーと粉体層の温度との関係の一例を示すグラフである。
図11は、昇温スピードの一例を示すグラフである。
図12は、第1の実施形態における放射エネルギー源の変形例を示す概略図である。
図13Aは、第1の実施形態における放射エネルギー源の他の変形例を示す概略図である。
図13Bは、第1の実施形態における放射エネルギー源の他の変形例を示す概略図である。
図14Aは、第1の実施形態における放射エネルギー源の他の変形例を示す概略図である。
図14Bは、第1の実施形態における放射エネルギー源の他の変形例を示す概略図である。
図15は、第1の実施形態における放射エネルギー吸収剤付与手段及び放射エネルギー源の変形例を示す概略図である。
図16Aは、第2の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図16Bは、第2の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図17Aは、第3の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図17Bは、第3の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図17Cは、第3の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図18Aは、第4の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図18Bは、第4の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図19は、第5の実施形態における第1の放射エネルギー源を示す概略図である。
図20Aは、光源リフレクターとを備える放射エネルギー源の一例を示す概略図である。
図20Bは、第6の実施形態における第1の放射エネルギー源を示す概略図である。
図20Cは、第6の実施形態における第1の放射エネルギー源の変形例を示す概略図である。
図21は、第7の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図22は、第8の実施形態における放射エネルギー源を示す概略図である。
図23は、第9の実施形態における放射エネルギー吸収剤付与手段及び放射エネルギー源を示す概略図である。
図24Aは、第10の実施形態における放射エネルギー吸収剤付与手段及び放射エネルギー源を示す概略図である。
図24Bは、第10の実施形態における放射エネルギー吸収剤付与手段及び放射エネルギー源を示す概略図である。
図24Cは、放射エネルギーの波長に対する相対エネルギーの一例を示すグラフである。
図25は、本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラム処理手順の一例を示すフローチャートである。

実施例

0008

(立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法)
本発明の立体造形物の製造装置は、粉体層を形成する粉体層形成手段と、粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、を有する。

0009

本発明の立体造形物の製造方法は、粉体層を形成する粉体層形成工程と、粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与工程と、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与工程と、を含む。

0010

本発明の立体造形物の製造方法は本発明の立体造形物の製造装置により好適に行うことができ、粉体層形成工程は粉体層形成手段により好適に行うことができ、放射エネルギー吸収剤付与工程は放射エネルギー吸収剤付与手段により好適に行うことができ、放射エネルギー付与工程は放射エネルギー付与手段により好適に行うことができる。
つまり、本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形物の製造装置を用い実施することと同義である。また、本発明の立体造形物の製造装置は、本発明の立体造形物の製造方法を実施することと同義である。
したがって、本発明の立体造形物の製造装置の説明を通じて本発明の立体造形物の製造方法の詳細についても明らかにする。

0011

本発明の立体造形物の製造装置は、従来の立体造形物の製造装置では、製造した立体造形物に反りが発生する場合があるという知見に基づくものである。
具体的には、従来の立体造形物の製造装置では、立体造形物の焼結性材料を融着できても、その後に降温したときに、焼結性材料の上面側は大気露出しているために上面側の降温スピードが早くなる。一方、焼結性材料の下面側は粉体で覆われているため上面側よりも降温スピードが遅くなることから、大気中に放熱しやすい上面側が下面側よりも先に収縮するため粉体層に反りが発生し、ひいては立体造形物全体に反りが発生してしまう場合がある。

0012

そこで、本発明の立体造形物の製造装置は、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを粉体層に付与して溶融した後、降温させるときに、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する。これにより、本発明の立体造形物の製造装置は、第2の放射エネルギーを付与することで、降温時における粉体層の上面側からの放熱を補うようにして下面側からの放熱の程度を合わせるようにする。こうして、本発明の立体造形物の製造装置は、粉体層内の温度ムラを少なくして各粉体層を反らさないようにすることができ、立体造形物の反りの発生を抑制することができる。

0013

本発明の立体造形物の製造装置は、粉体層形成手段と、放射エネルギー吸収剤付与手段と、放射エネルギー付与手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。

0014

<粉体層形成手段>
粉体層形成手段は、粉体層を形成する。
粉体層形成手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉体を供給する機構と、供給された粉体を均しながら粉体層を形成する機構の組合せなどが挙げられる。

0015

<<粉体層>>
粉体層とは、粉体による層を意味する。
粉体層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm以上100μm以下であることが好ましい。

0016

−粉体−
粉体としては、粉末乃至粒子の形態を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

0017

粉体層に用いる材料、即ち粉体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂粒子を含有し、更に必要に応じてその他の材料を含有するものが挙げられる。

0018

樹脂粒子とは、樹脂成分を含む粒子を意味する。なお、以下では、樹脂粒子を「樹脂粉末」又は「樹脂粉体」と称することがある。樹脂粒子は、樹脂成分の他に、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。

0019

熱可塑性樹脂とは、熱を加えると可塑化し、溶融する樹脂を意味する。
熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶性樹脂非結晶性樹脂液晶樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、結晶性樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、融解開始温度と、冷却時の再結晶温度の差が大きな樹脂が好ましい。
なお、結晶性樹脂とは、ISO3146(プラスチック転移温度測定方法、JIS K7121)に準拠した測定において、融点ピークが検出される樹脂である。

0020

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィンポリアミドポリエステルポリエーテルポリフェニレンスルフィドポリアセタール(POM:Polyoxymethylene)、ポリイミドフッ素樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。

0021

ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが挙げられる。

0022

ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド410(PA410)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアミド610(PA610)、ポリアミド612(PA612)、ポリアミド11(PA11)、及びポリアミド12(PA12);並びにポリアミド4T(PA4T)、ポリアミドMXD6(PAMXD6)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド9T(PA9T)、及びポリアミド10T(PA10T)などの半芳香族性のポリアミドが挙げられる。

0023

ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブタジエンテレフタレート(PBT)、ポリ乳酸PLA)などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性を付与する点で、テレフタル酸イソフタル酸を一部に含む芳香族を有するものが好ましい。

0024

ポリエーテルとしては、例えば、ポリアリールケトンポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。
ポリアリールケトンとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK、融点:340℃)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)などが挙げられる。

0025

熱可塑性樹脂としては、例えば、PA9Tのように2つの融点ピークを有するものでもよい。2つの融点ピークを有する熱可塑性樹脂は、高温側の融点ピーク以上の温度になると完全に溶融する。

0027

非結晶性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニルポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂メタクリル樹脂ポリカーボネートポリフェニレンエーテルポリアリレートポリサルホンポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。

0028

熱可塑性樹脂としては、スーパーエンジニアリングプラスチックから選択される少なくとも1種であることが好ましい。熱可塑性樹脂がスーパーエンジニアリングプラスチックであると、造形する立体造形物の引張強度、耐熱性、耐薬品性、及び難燃性を向上することができ、立体造形物を工業用途にも使用可能になる点で有利である。

0029

粉体層に用いる材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、耐熱性を有することが好ましい。
なお、粉体層に用いる材料が耐熱性を有するか否かは、荷電たわみ温度ビカット軟化点により測定することができる。

0030

粉体層形成手段が粉体層を形成する際には、粉体の温度が予め所望の温度になるように、粉体を予熱しておくことが好ましい。これにより、放射エネルギー付与手段により粉体の融点まで昇温させるための放射エネルギーを低減することができるとともに、放射エネルギーの照射時間を短縮することができる。

0031

予熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粉体に含まれる樹脂粒子の再結晶化温度溶融温度の間の温度であることが好ましい。予熱温度が樹脂粒子の再結晶化温度と溶融温度の間の温度であることにより、粉体層を形成する際の粉体の流動性を保ちつつ、造形した立体造形物における反りなどの発生を抑制することができる。

0032

粉体を予熱する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のヒーター加熱ランプ加熱ローラなどを用いることが可能である。

0033

<放射エネルギー吸収剤付与手段>
放射エネルギー吸収剤付与手段は、粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する。
放射エネルギーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光や電波等の電磁波などが挙げられる。
放射エネルギー吸収剤付与手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体を吐出させるインクジェットヘッドなどが挙げられる。

0034

−造形用液体−
造形用液体としては、放射エネルギー吸収剤が含有し、常温において液状であることから液体成分を含有する。また、造形用液体としては、更に必要に応じてその他の成分を含有してもよい。

0035

−−放射エネルギー吸収剤−−
放射エネルギー吸収剤としては、放射エネルギーを吸収するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
放射エネルギー吸収剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
市販品としては、例えば、カーボンブラックを含むインク配合物であるCM997A(ヒュレットパッカード社製)などが挙げられる。また、KHP、骨炭黒鉛炭素繊維白亜又は干渉顔料を有することもできる。さらに、赤外線吸収体近赤外線吸収体、可視光吸収体UV光吸収体などを含むことができる。例えば、可視光促進剤を含むインクの例としては、Hewlett−Packard Companyから市販されているCM993A及びCE042A(いずれもヒューレット・パッカード社製)として知られるインクのような、染料ベース有色インク及び顔料ベースの有色インクが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。

0036

液体成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水や水溶性溶剤が好適に用いられ、特に水が主成分として用いられる。

0037

造形用液体全体に占める水の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40質量%以上85質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましい。造形用液体全体に占める水の割合が好ましい範囲であると、放射エネルギー吸収剤付与手段がインクジェットヘッドであれば、待機時にノズルが乾燥することを抑制し、液詰まりやノズル抜けの発生を低減することができる。

0038

水溶性溶剤は、特にインクジェットノズルを用いて造形用液体を吐出させる際、水分保持力や吐出安定性を高める上で有効である。水分保持力や吐出安定性が低下すると、ノズルが乾燥して吐出が不安定になったり、液詰まりが発生したりするため、立体造形物の強度や寸法精度が低下する場合がある。この点、水溶性溶剤は、水よりも粘度や沸点が高いものが多く、これらは特に造形用液体の湿潤剤乾燥防止剤粘度調整剤としても機能させることができ、有効である。

0039

水溶性溶剤としては、水溶性を示す液体材料であれば、特に制限されるものではなく、適宜変更することができ、例えば、エタノールプロパノールブタノール等のアルコールエーテル、ケトンなどが挙げられる。具体的には、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2−ペンタンジオール、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,3−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ヘキサンジオール、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、β−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、β−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクタムエチレングリコール、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテルエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルグリセリンジエチレングリコール、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテルジエチレングリコールモノエチルエーテルジエチレングリコールモノブチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテルジグリセリンジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールn−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルジメチルスルホキシドスルホランチオジグリコールテトラエチレングリコールトリエチレングリコール、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルトリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリメチロールエタントリメチロールプロパン、プロピルプロピレンジグリコールプロピレングリコール、プロピレングリコール-n-ブチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテルプロピレングリコールモノエチルエーテルヘキシレングリコールポリエチレングリコールポリプロピレングリコールなどが挙げられる。

0040

造形用液体全体に対する水溶性溶剤の割合としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することができるが、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%以下がより好ましく、15質量%以上40質量%以下が更に好ましい。造形用液体全体に対する水溶性溶剤の割合が5質量%以上であると、造形用液体の水分保持力を良好にすることができ、待機時にインクジェットヘッド内部の造形用液体が乾燥して吐出不良となることを抑制することができる。また、事前に行うチェック時と実際の吐出時の吐出量が異なることを防ぎ、所望の強度や形状を有する立体造形物が得られやすくなる。造形用液体全体に対する水溶性溶剤の割合が60質量%以下であると、造形用液体の粘度が高くなり過ぎず、吐出安定性を向上させることができる。また、粉体の樹脂粒子の溶解性が低下することを抑制できるため、立体造形物の強度が低下しにくくすることができる。また、立体造形物の乾燥時間が長くなりすぎず、製造効率の低下や立体造形物の変形を抑制することができる。

0041

造形用液体のその他の成分としては、例えば、湿潤剤、乾燥防止剤、粘度調整剤、界面活性剤浸透剤架橋剤、消泡剤pH調整剤防腐剤防黴剤着色剤保存剤安定化剤など、従来公知の材料を制限なく添加することができる。

0042

[造形用液体の調製方法
造形用液体の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水や水溶性溶剤などの液体成分に、放射エネルギー吸収剤、及び必要に応じてその他の成分を添加し、混合撹拌する方法が挙げられる。

0043

[粉体と造形用液体の作用の一例]
粉体と造形用液体の作用としては、例えば、上記のような粉体及び造形用液体を用いることにより、粉体を用いて粉体層を形成し、放射エネルギー吸収剤を含有する造形用液体を粉体層に付与した後、放射エネルギーを粉体層に付与すると、粉体どうしが融着して造形層が形成される。

0044

<放射エネルギー付与手段>
放射エネルギー付与手段は、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する。これにより、放射エネルギー付与手段は、第2の放射エネルギーを付与することにより、降温時における粉体層の上面側からの放熱を補うようにして下面側からの放熱の程度を合わせるようにする。このようにして、放射エネルギー付与手段は、粉体層内の温度ムラを少なくして各粉体層を反らさないようにすることができ、立体造形物の反りの発生を抑制することができる。

0045

放射エネルギー付与手段としては、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与する第1の放射エネルギー源と、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する第2の放射エネルギー源とを有することが好ましい。これにより、第1の放射エネルギーを付与する放射エネルギー源と第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー源とを別個にすると、エネルギー密度を切り替えタイムラグが生じにくい点で有利である。

0046

放射エネルギー付与手段としては、放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、第1の放射エネルギー源、第2の放射エネルギー源の順に備えることが好ましい。これにより、放射エネルギー付与手段を走査させるだけで、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを粉体層に付与できる。

0047

別の態様の放射エネルギー付与手段としては、放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、第1の放射エネルギー源、第2の放射エネルギー源、第1の放射エネルギー源の順に備え、走査方向における一の向きでの走査と、一の向きと逆向きでの走査とが可能であることが好ましい。これにより、放射エネルギー付与手段は、一の向きでの走査では、一の向きにおいて前段の第1の放射エネルギー源と、第2の放射エネルギー源とをONにして走査することで、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを粉体層に付与できる。

0048

さらに別の態様の放射エネルギー付与手段としては、放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、第1の放射エネルギー源、第2の放射エネルギー源、第2の放射エネルギー源、第1の放射エネルギー源の順に備えるようにしてもよい。この場合、放射エネルギー吸収剤付与手段は、2つの第2の放射エネルギー源の間に配され、走査方向における一の向きでの走査と、一の向きと逆向きでの走査とが可能であることが好ましい。これにより、放射エネルギー吸収剤付与手段で粉体層に放射エネルギー吸収剤に付与した後、すぐに第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを粉体層に付与できる。

0049

<<第1のエネルギー密度>>
第1のエネルギー密度としては、粉体層の材料を融着できるエネルギー密度であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.2W/mm2以上10W/mm2以下が好ましい。

0050

<<第2のエネルギー密度>>
第2のエネルギー密度としては、第1のエネルギー密度よりも低い限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、第1のエネルギー密度をX(W/mm2)としたとき、0.015X以上0.750X以下であることが好ましい。また、具体的な第2のエネルギー密度としては、0.15W/mm2以下が好ましい。第2のエネルギー密度が好ましい範囲であると、立体造形物に反りが発生しにくくなる点で有利である。

0051

第2のエネルギー密度は、粉体層の材料の比熱に基づいて設定されることが好ましい。これにより、放射エネルギー付与手段は、第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを過不足なく粉体層に付与することができる。

0052

第2のエネルギー密度は、粉体層の材料を、粉体層の材料の融点よりも高い温度に維持可能であることが好ましい。

0053

放射エネルギー付与手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光照射手段、マイクロ波を照射するマイクロ波照射手段、電子線を照射する電子線照射手段などが挙げられる。これらの中でも、光照射手段がエネルギー効率の点で好ましい。

0054

光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光源と、光源から出射される光を反射するリフレクターとを備えることが好ましい。

0055

光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、球状灯、棒状灯などが挙げられる。
球状灯としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電球の形状を有するものが挙げられる。
棒状灯としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯の形状を有するものが挙げられる。

0056

リフレクターとしては、光源から出射される光を反射できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光源から出射される光を一定方向に反射可能であることが好ましい。リフレクターが好ましい態様であると、光源から出射される光を集光してエネルギーを高められる点で有利である。
また、リフレクターにより集光される集光領域が2以上あり、集光領域のうちの一の集光領域は他の集光領域よりも面積が狭く、一の集光領域が第1の放射エネルギーが付与された領域であり、他の集光領域が第2の放射エネルギーが付与された領域であることが好ましい。これにより、光源を2以上用いることなく、第1の放射エネルギー及び第2の放射エネルギーを付与することができる。

0057

リフレクターの形状としては、例えば、一端が開口した略ドーム形状、一端が開口し、開口の形状が略直方体などが挙げられる。1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、光源から出射される光を一方向に反射可能であるものが、放射エネルギー密度を高めることができる点で好ましい。
リフレクターの構造、大きさ及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

0058

光源とリフレクターとの組合せとしては、光源が球状灯であり、リフレクターが、一端が開口した略ドーム形状であって、開口の領域内に球状灯が配されている組合せが好ましい。これにより、球状灯から粉体層に光が照射される面積が、略ドーム形状のリフレクターにおける開口の面積よりも小さくなるように、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に付与され、エネルギー密度を高めることができる。

0059

光源とリフレクターとの他の組合せとしては、光源が棒状灯であり、リフレクターが、一端が開口し、開口の形状が略直方体であり、開口と対向する位置に、略直方体の長さ方向と平行な部を有し、長さ方向と直交方向の断面形状が略ドーム形状であって、開口の領域内に棒状灯が配されている組合せが好ましい。これにより、棒状灯から粉体層に光が照射される面積が、長さ方向と直交方向の断面形状が略ドーム形状であるリフレクターにおける開口の面積よりも小さくなるように、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に付与され、エネルギー密度を高めることができる。

0060

<その他の手段>
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

0061

ここで、本発明における立体造形物の製造装置の複数の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。

0062

(第1の実施形態)
第1の実施形態における立体造形物の製造装置を図1図5Fを参照して説明する。
図1は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための平面図である。図2は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための側面図である。図3は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置を説明するための断面図である。図4は、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の制御部のブロック図である。図5A図5Fは、第1の実施形態における立体造形物の製造装置の動作を説明するための概略図である。

0063

本実施形態の立体造形物の製造装置は粉体積層造形装置であり、粉体20が結合された層状造形物である造形層30が形成される造形部1と、造形部1の層状に敷き詰められた粉体層31に対して造形用液体の液滴10を吐出して、液滴10を粉体層31に塗布することにより、立体造形物を造形する造形ユニット5とを備えている。

0064

造形部1は、粉体槽11と、平坦化部材(リコータ)である回転体としての平坦化ローラ12などを備えている。なお、平坦化部材は回転体に代えて、例えば、板状部材ブレード)とすることもできる。

0065

粉体槽11は、粉体20を供給する供給槽21と、造形層30が積層されて立体造形物が造形される造形槽22とを有する。造形前に供給槽21に粉体を供給する。
供給槽21の底部は、供給ステージ23として鉛直方向(高さ方向)に昇降可能となっている。同様に、造形槽22の底部は、造形ステージ24として鉛直方向(高さ方向)に昇降可能となっている。造形ステージ24上に造形層30が積層された立体造形物が造形される。
供給ステージ23と造形ステージ24は、モータによって矢印Z方向(高さ方向)に昇降される。

0066

平坦化ローラ12は、供給槽21の供給ステージ23上に供給された粉体20を造形槽22に供給し、平坦化手段である平坦化ローラ12によって供給した粉体20の層の表面を均して平坦化して、粉体層31を形成する。この平坦化ローラ12は、造形ステージ24のステージ面(粉体20が積載される面)に沿って矢印Y方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、往復移動機構によって移動される。また、平坦化ローラ12は、モータ26(図4参照)によって回転駆動される。

0067

造形ユニット5は、造形ステージ24上の粉体層31に液滴10を吐出する液体吐出ユニット50を備えている。液体吐出ユニット50は、キャリッジ51と、キャリッジ51に搭載された吐出手段である2つ(1又は3つ以上でもよい。)の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)52a、52bを備えている。

0068

キャリッジ51は、ガイド部材54及び55に移動可能に保持されている。ガイド部材54及び55は、両側の側板70に昇降可能に保持されている。このキャリッジ51は、X方向走査機構550のX方向走査モータによってプーリ及びベルトを介して主走査方向である矢印X方向(以下、単に「X方向」という。他のY、Zについても同様とする。)に往復移動される。

0069

2つのヘッド52a、52b(以下、区別しないときは「ヘッド52」という。)は、液体を吐出する複数のノズルを配列したノズル列がそれぞれ複数列配置されている。ヘッド52ノズル列は、放射エネルギー吸収剤を含んだ造形用液体(インク)を吐出する。ヘッド52aやヘッド52bのノズル列は、シアンマゼンタイエローブラックなど色がついた造形用液体をそれぞれ吐出することもできる。なお、ヘッド構成はこれに限るものではない。
これらの造形用液体の各々を収容した複数のタンク60がタンク装着部56に装着され、供給チューブなどを介してヘッド52a、52bに供給される。

0070

また、X方向の一方側には、液体吐出ユニット50のヘッド52の維持回復を行うメンテナンス機構61が配置されている。

0071

ヘッドの左右には放射エネルギー源80が備わる。なお、どちらか片方のみの設置でも可能である。ヘッド52から放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体が吐出された領域上を放射エネルギー源80が駆動する。放射エネルギー源80はキャリッジ51内に備えることで、ヘッド52と駆動を共有することも可能だが、個別に駆動源を用意することで単体でのX方向間の駆動を可能とすることができる。

0072

メンテナンス機構61は、主にキャップ62とワイパ63とを備える。キャップ62をヘッド52のノズル面(ノズルが形成された面)に密着させ、ノズルから造形用液体を吸引する。ノズルに詰まった粉体の排出や高粘度化した造形用液体を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成ノズル内負圧状態である)のため、ノズル面をワイパ63でワイピング払拭)する。また、メンテナンス機構61は、造形用液体の吐出が行われない場合に、ヘッド52のノズル面をキャップ62で覆い、粉体20がノズルに混入することや液滴10が乾燥することを防止する。

0073

造形ユニット5は、ベース部材7上に配置されたガイド部材71に移動可能に保持されたスライダ部72を有し、造形ユニット5全体がX方向と直交するY方向(副走査方向)に往復移動可能である。この造形ユニット5は、Y方向走査機構552のY方向走査モータによって全体がY方向に往復移動される。
また、液体吐出ユニット50は、ガイド部材54、55とともに矢印Z方向に昇降可能に配置され、Z方向昇降機構551(図4参照)のZ方向走査モータによってZ方向に昇降される。

0074

次に、造形部1の詳細について説明する。
造形部1は粉体槽11を有しており、粉体槽11は箱型形状をなし、供給槽21と造形槽22と、余剰粉体受け槽25の3つの上面が開放された槽とを備えている。供給槽21内部には供給ステージ23が、造形槽22内部には造形ステージ24がそれぞれ昇降可能に配置される。

0075

供給ステージ23の側面は供給槽21の内側面に接するように配置されている。造形ステージ24の側面は造形槽22の内側面に接するように配置されている。これらの供給ステージ23及び造形ステージ24の上面は水平に保たれている。

0076

平坦化ローラ12は、供給槽21から粉体20を造形槽22へと移送供給して、表面を均すことで平坦化して所定の厚みの層状の粉体である粉体層31を形成する。
この平坦化ローラ12は、造形槽22及び供給槽21の内寸(即ち、粉体が供される部分又は仕込まれている部分の幅)よりも長い棒状部材であり、往復移動機構によってステージ面に沿ってY方向(副走査方向)に往復移動される。

0077

また、平坦化ローラ12は、モータ26によって回転されながら、供給槽21の外側から供給槽21及び造形槽22の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、粉体20が造形槽22上へと移送供給され、平坦化ローラ12が造形槽22上を通過しながら粉体20を平坦化することで粉体層31が形成される。

0078

また、図3にも示すように、平坦化ローラ12の周面に接触して、平坦化ローラ12に付着した粉体20を除去するための粉体除去部材である粉体除去板13が配置されている。粉体除去板13は、平坦化ローラ12の周面に接触した状態で、平坦化ローラ12とともに移動する。また、粉体除去板13は、平坦化ローラ12が平坦化を行うときの回転方向に回転するときのカウンタ方向でも、順方向でも配置可能である。

0079

なお、本実施形態では、造形部1の粉体槽11が供給槽21と造形槽22の二つの槽を有しているが、造形槽22のみとして、造形槽22に粉体供給装置から粉体を供給して、平坦化手段で平坦化することもできる。

0080

<制御部の概要及び造形の流れ>
次に、本実施形態の立体造形物の製造装置における制御部の概要について図4を参照して説明する。図4は、同制御部のブロック図である。

0081

制御部500は、この装置全体の制御を行うCPU501と、CPU501に本実施形態の製造方法に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるためのプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、造形データ等を一時格納するRAM503とを含む主制御部500Aを備えている。

0082

制御部500は、装置の電源遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)504を備えている。また、制御部500は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505を備えている。

0083

制御部500は、外部の造形データ作成装置600から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのI/F506を備えている。

0084

なお、造形データ作成装置600は、最終形態の造形物(立体造形物)の3Dデータなどから造形層ごとにスライスしたスライスデータ等の造形データを作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。

0085

制御部500は、各種センサ検知信号を取り込むためのI/O507を備えている。
制御部500は、液体吐出ユニット50のヘッド52を駆動制御するヘッド駆動制御部508を備えている。

0086

制御部500は、液体吐出ユニット50のキャリッジ51をX方向(主走査方向)に移動させるX方向走査機構550のモータを駆動するモータ駆動部510と、液体吐出ユニット50のキャリッジ51をY方向(副走査方向)に移動させるY方向走査機構552のモータを駆動するモータ駆動部512を備えている。

0087

制御部500は、液体吐出ユニット50のキャリッジ51をZ方向に移動(昇降)させるZ方向昇降機構551のモータを駆動するモータ駆動部511を備えている。
なお、矢印Z方向への昇降は造形ユニット5全体を昇降させるようにすることもできる。

0088

制御部500は、供給ステージ23を昇降させるモータ27を駆動するモータ駆動部513と、造形ステージ24を昇降させるモータ28を駆動するモータ駆動部514を備えている。

0089

制御部500は、平坦化ローラ12を移動させる往復移動機構25のモータ553を駆動するモータ駆動部515と、平坦化ローラ12を回転駆動するモータ26を駆動するモータ駆動部516を備えている。

0090

制御部500は、供給槽21に粉体20を供給する粉体供給装置を駆動する供給系駆動部と、液体吐出ユニット50のメンテナンス機構61を駆動するメンテナンス駆動部518を備えている。

0091

制御部500のI/O507には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ560などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。

0092

制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル522が接続されている。

0093

制御部500は、造形データ作成装置600から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層30の形状データ(造形データ)を含む。

0094

そして、主制御部500Aは、造形層30の造形データに基づいてヘッド52からの造形用液体の吐出を行わせる制御をする。

0095

なお、造形データ作成装置600と立体造形装置(粉体積層造形装置)601によって造形装置が構成される。

0096

次に、本実施形態の立体造形物の製造装置における造形の流れについて図5A図5Fを参照して説明する。

0097

図5A図5Fは、造形の流れの説明に供する模式的説明図である。ここでは、造形槽22の造形ステージ24上に、1層目の造形層30が形成されている状態から説明する。
1層目の造形層30上に次の造形層30を形成するときには、図5Aに示すように、供給槽21の供給ステージ23をZ1方向に上昇させ、造形槽22の造形ステージ24をZ方向に下降させる。

0098

このとき、造形槽22の上面(粉体層表面)と平坦化ローラ12の下部(下方接線部)との間隔がΔtとなるように造形ステージ24の下降距離を設定する。この間隔Δtが次に形成する粉体層31の厚さに相当する。間隔Δtは、数十μm〜100μm程度であることが好ましい。

0099

次いで、図5Bに示すように、供給槽21の上面レベルよりも上方に位置する粉体20を、平坦化ローラ12を順方向(矢印方向)に回転しながらY2方向(造形槽22側)に移動することで、粉体20を造形槽22へと移送供給する(粉体供給)。

0100

さらに、図5Cに示すように、平坦化ローラ12を造形槽22の造形ステージ24のステージ面と平行に移動させ、図5Dに示すように、造形ステージ24の造形層30上で所定の厚さΔtになる粉体層31を形成する(平坦化)。粉体層31を形成後、平坦化ローラ12は、図5Dに示すように、Y1方向に移動されて初期位置に戻される。

0101

ここで、平坦化ローラ12は、造形槽22及び供給槽21の上面レベルとの距離を一定に保って移動できるようになっている。一定に保って移動できることで、平坦化ローラ12で粉体20を造形槽22の上へと搬送させつつ、造形槽22上又は既に形成された造形層30の上に均一厚さh(積層ピッチΔtに相当)の粉体層31を形成できる。

0102

なお、以下、粉体層31の厚みhと積層ピッチΔt1とを区別せずに説明することがあるが、特に断りのない限り、同じ厚みを意味する。また、粉体層31の厚みhを実際に測定して求めてもよく、この場合、複数箇所平均値とすることが好ましい。

0103

その後、図5Eに示すように、液体吐出ユニット50のヘッド52から造形用液体の液滴を吐出する。

0104

図5Fに示すように、第1の放射エネルギー源80と、第1の放射エネルギー源80に続いて第2の放射エネルギー源81を走査させてそれぞれが粉体層31上に放射エネルギーを付与することで、粉体層31が融着して反りのない1層分の造形層30を得る。なお、詳細については後述する。

0105

次いで、上述した粉体供給・平坦化よる粉体層31を形成する工程、ヘッド52による造形用液体吐出工程、放射エネルギー照射の工程を繰り返して新たな造形層30を形成する。このとき、新たな造形層30とその下層の造形層30とは一体化して立体造形物の一部を構成する。
以後、粉体の供給・平坦化よる粉体層31を形成する工程、ヘッド52による造形用液体吐出工程、放射エネルギー照射の工程を必要な回数繰り返すことによって、立体造形物を完成させる。

0106

図6A図6Fは、造形用液体が浸透した粉体層に放射エネルギーを照射し、粉体層を融着する動作の例を示す説明図である。図6A図6Fにより、HSS方式において造形層の反りが発生する様子を説明する。
まず、粉体層31の融着させたい部分に(図6A)、放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体を塗布して浸透させ(図6B)、放射エネルギーを照射して造形用液体が浸透した部分に含まれる放射エネルギー吸収剤を発熱させて粉体層31の温度を上昇させる。次に、粉体層31が融着した後に(図6C)降温して固化すると、理想としては反りのない造形層30が造形される(図6D)。実際は、降温して固化するときに、粉体層31の上面側は大気に露出しているために上面側の降温スピードが早くなる。一方、粉体層31の下面側は造形層や粉体で覆われているため上面側よりも降温スピードが遅くなる(図6E)。このことから、大気中に放熱しやすい上面側が下面側よりも先に収縮するため粉体層31に反りが発生してしまう場合がある(図6F)。

0107

図7は、従来の技術における、粉体層に照射する照射エネルギー密度と、粉体層における上面及び下面の温度プロファイルとの関係の一例を示すグラフである。横軸は時間であり、第1の縦軸は照射エネルギー密度、第2の縦軸は温度を示す。また、図中太線は照射エネルギー密度、点線は粉体層の上面温度、一点鎖線は粉体層の下面温度を示す。
図7に示すように、粉体層にエネルギーを付与した後に降温して固化するときに、大気中に放熱しやすい上面側の温度が下面側の温度よりも低下してしまい、粉体層の上面温度と下面温度に差が発生してしまう。このため、上面側が下面側よりも先に収縮して粉体層31に反りが発生してしまう。特に、粉体層31の材料がスーパーエンジニアリングプラスチックのような高融点の材料であるときに顕著であり、立体造形物全体に反りが発生してしまいやすい。

0108

そこで、第1の実施形態における立体造形物の製造装置では、図8に示すように、第1の放射エネルギー源80を図中矢印で示す方向に移動させつつ、第1の放射エネルギー密度の第1の放射エネルギーを粉体層31に付与する。続いて、同方向において下流側に配置されている第2の放射エネルギー源81を第1の放射エネルギー源80の後に同方向に移動させつつ、第1の放射エネルギー密度よりも低い第2の放射エネルギー密度の第2の放射エネルギーを粉体層31に付与する。
これにより、図9に示すように、粉体層を融着させるための第1の放射エネルギーを付与した後に降温して固化するときに、第2の放射エネルギーを付与することで、大気中に放熱しやすい粉体層の上面温度が粉体層の下面温度よりも低下させないようにする。すると、粉体層内の温度ムラが低減され、反りの発生が少ない造形層30を得ることができる。

0109

次に、第1の放射エネルギーについて説明する。
図10は、粉体層に付加したエネルギーと粉体層の温度との関係の一例を示すグラフである。図10では、PEEK粉末黒インク(カーボンブラック含有、株式会社リコー製)を重量比1:1で混合し、得られたスラリースライドガラス上に平均厚み0.5mmで塗布し,スライドガラスごとホットプレートに載置して、粉体層の表面温度が170℃となるように加熱した。なお、粉体層の表面温度の測定は、サーモカメラXi80(Optris社製)を用いた。
粉体層の表面温度が安定した後,粉体層の表面に放射エネルギーを付与し、付与している間の粉体層の表面の温度変化を記録した。放射エネルギー源としては、光加熱スポットヒーター(HSH−120、フィンテック社製)を用いた。放射エネルギー密度の条件変更は,ハロゲンランプヒーター電力コントローラー(HLC−HN型、フィンテック社製)の出力設定で行った。放射エネルギー密度は、コントローラーに表示される出力(単位:W)を,露光される面積(単位:mm2)で割った値で定義した。図10の横軸は,付与したエネルギー(単位:J/mm2)とした。これは、放射エネルギー源のエネルギー密度(W/mm2)と粉体層の表面の任意の点に放射エネルギーを付与する時間(秒間)の積である。付与した放射エネルギーに対して、温度上昇が大きいほうが、効率的に温度上昇していることが明らかとなった。例えば、付与した放射エネルギーが0.1J/mm2であり、付与した放射エネルギー密度が0.1W/mm2の場合には277℃までしか上昇していないが、0.2W/mm2の場合には360℃まで上昇している。

0110

図10より、エネルギー効率の点から、エネルギー密度を0.2W/mm2以上とすることが好ましい。0.2W/mm2以上の放熱エネルギー密度で付与する場合には、0.5秒間で350℃を超える。本実施形態において造形する一般的な樹脂材料の中で、最も融点が高いのがPEEKであり、その融点が343℃であることから,350℃以上に昇温することは必要ない。また,350℃のような高温では,材料の熱分解の危険がある。したがって、高い放射エネルギー密度で放射エネルギーを付与する時間は、0.5秒以内が好ましい。

0111

図11は、昇温スピードの一例を示すグラフである。図11は、横軸が時間であり、縦軸が粉体層の温度である。
図11に示すように、融着させるエネルギー源を第2のエネルギー源のみとすると、図11中点線で示すように、昇温スピードが遅くなり、生産性に乏しくなる。また、融着させるエネルギー源を第1のエネルギー源として付与時間を長くすると、図11細線で示すように、高速で昇温するが、粉体層の融着が進行する間にも昇温され続けるため、粉体層の材料が熱分解する場合や、熱分解しなかったとしても雰囲気温度との温度差が大きくなるため、大きい反りが発生しやすくなる。この点で、図11中太線で示すように、融着させるエネルギー源を第1のエネルギー源とし、粉体層の材料の融点を超えたところで第1のエネルギーから第2のエネルギーに切り替えるようにすることが好ましい。

0112

なお、図8では、第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源81を別個にしていたが、これに限ることなく、例えば、図12に示すように、各放射エネルギー源を共通の移動手段(キャリッジ51)に搭載して一体化してもよい。これにより、各放射エネルギー源の駆動手段をそれぞれ設ける必要がなくなるため、部品点数を少なくすることができ、また装置自体も小型化することができる。

0113

また、第1の放射エネルギー源80及び第2の放射エネルギー源81は、少なくともいずれかを複数用いて一体化させてもよく、図13A及び図13Bに示すようにしてもよい。具体的には、第1の放射エネルギー源80の両側に、第2の放射エネルギー源81と第2の放射エネルギー源82を配置して一体化させてもよい。これにより、図13A中矢印の走査方向に走査するときは、第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源81をONにすると、第1の放射エネルギー、第2の放射エネルギーの順に粉体層31に放射エネルギーを付与することができる。また、図13B中矢印の走査方向に走査するときは、第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源82をONにすると、第1の放射エネルギー、第2の放射エネルギーの順に粉体層31に放射エネルギーを付与することができる。したがって、図13A及び図13Bに示す態様では、往復の走査が可能となり、生産性が向上する点で有利である。

0114

さらに、放射エネルギー源の一体化は、図14A及び図14Bに示すようにしてもよい。具体的には、第2の放射エネルギー源81の両側に、第1の放射エネルギー源80と第1の放射エネルギー源83を配置して一体化させてもよい。
これにより、図14A中矢印の走査方向に走査するときは、第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源81をONにすると、第1の放射エネルギー、第2の放射エネルギーの順に粉体層31に放射エネルギーを付与することができる。また、図14B中矢印の走査方向に走査するときは、第1の放射エネルギー源83と第2の放射エネルギー源81をONにすると、第1の放射エネルギー、第2の放射エネルギーの順に粉体層31に放射エネルギーを付与することができる。
したがって、図14A及び図14Bに示す態様でも、図13A及び図13Bに示す態様と同様に、往復の走査が可能となり、生産性が向上する点で有利である。

0115

なお、図13A及び図13Bに示す態様と図14A及び図14Bに示す態様のうち、どちらが好ましいかについては、第1の放射エネルギー源における初期コストランプ交換頻度を考慮して決定してもよい。
具体的には、図13A及び図13Bに示す態様の場合には、第1の放射エネルギー源が1つであるため、初期コストが抑えられる点で有利である。図14A及び図14Bに示す態様の場合には、第1の放射エネルギー源が2つであるため、点灯時間が半分になり、ランプの交換頻度を抑えられる点で有利である。

0116

またさらに、ヘッド52と複数の放射エネルギー源を、図15に示すように一体化してもよい。具体的には、ヘッド52の両側に、2つの第1の放射エネルギー源80を配置し、さらにその両側に2つの第2の放射エネルギー源81を配置して一体化させてもよい。
これにより、図15中矢印の走査方向に走査するときは、図中右側の第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源81をONにすると、ヘッド52から造形用液体を吐出しながら、第1の放射エネルギー、第2の放射エネルギーの順に粉体層31に放射エネルギーを付与することができる。
したがって、図15に示す態様では、ヘッド及び各放射エネルギー源の駆動手段をそれぞれ設ける必要がなくなるため、部品点数を少なくすることができ、また装置自体も小型化することができる。

0117

次に、第1の放射エネルギー源及び第2の放射エネルギー源のバリエーションについて、第2の実施形態〜第4の実施形態で説明する。

0118

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の放射エネルギー源80は第1の実施形態と同様であるが(図16A)、第2の放射エネルギー源81がライン状あるいはプレート状の第2の放射エネルギー源84である点が(図16B)、図5Fで示した第1の実施形態と異なる。
これにより、第2の実施形態では、第2の放射エネルギー源を走査させずに第2の放射エネルギーを粉体層31に付与することができ、ON時間の制御により付与時間を調整することができる。
したがって、第2の実施形態では、第2の放射エネルギーの付与時間を長くして、緩やかな降温スピードに設定することもできるため、温度ムラの発生をより抑制しやすくなる点で有利である。

0119

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1の放射エネルギー源80は第1の実施形態と同様であるが、図17A図17Cに示すように、第2の放射エネルギー源81がアレイ状の第2の放射エネルギー源85である点が、図5Fで示した第1の実施形態と異なる。この第2の放射エネルギー源85は、個々の放射エネルギー源をアレイ状に配置されており、第1の放射エネルギー源80が移動しながら粉体層31に第1の放射エネルギーを付与した後に、順次個々の放射エネルギー源をONにして第2の放射エネルギーを付与する。
これにより、第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、第2の放射エネルギー源を走査させずに第2の放射エネルギーを粉体層31に付与することができ、個々の放射エネルギー源のON時間を制御することで、付与時間をより細かく調整することができる。また、第3の実施形態では、第2の放射エネルギーの付与時間を長くして、緩やかな降温スピードに設定することができるため、温度ムラの発生を更に抑制しやすくなる点で有利である。

0120

(第4の実施形態)
第4の実施形態では、第1の放射エネルギー源と第2の放射エネルギー源を共通の放射エネルギー源86とする。具体的には、第4の実施形態では、図18Aに示すように、放射エネルギー源86は、まず第1の放射エネルギーを粉体層31に付与する。次に、図18Bに示すように、放射エネルギー源86は、第2の放射エネルギーを粉体層31に付与する。
これにより、第4の実施形態では、いずれの放射エネルギー源を走査させずに第1の放射エネルギー及び第2の放射エネルギーを粉体層31に付与することができ、第1の放射エネルギー及び第2の放射エネルギーの付与時間をそれぞれ制御することができる。また、第4の実施形態では、第3の実施形態と同様に、第2の放射エネルギーの付与時間を長くして、緩やかな降温スピードに設定することができるため、温度ムラの発生を更に抑制しやすくなる点で有利である。さらに、第4の実施形態では、放射エネルギー源の構成を簡素化できるため、製造コストを低減することができる。

0121

次に、放射エネルギー密度の調整方法のバリエーションについて、第5の実施形態〜第10の実施形態で説明する。

0122

(第5の実施形態)
第5の実施形態では、第2の放射エネルギー密度よりも高い第1の放射エネルギーを粉体層31に付与するために、図19に示すように、3つの放射エネルギー源からの放射エネルギーを集めるようにした。
これにより、第5の実施形態では、第1の放射エネルギー源を単純な構成で実現できる。
なお、第5の実施形態では、3つの放射エネルギー源からの放射エネルギーを集めるようにしたが、これに限ることなく、2つや4以上の放射エネルギー源からの放射エネルギーを集めるようにしてもよい。

0123

(第6の実施形態)
第6の実施形態では、第2の放射エネルギー密度よりも高い第1の放射エネルギーを粉体層31に付与するために、図20A図20Cに示すように、1つの放射エネルギー源から得られる放射エネルギーを集めるようにする。
図20Aは、光源とリフレクターとを備える放射エネルギー源の一例を示す概略図である。図20Aに示す放射エネルギー源は、光源80aからのエネルギーをリフレクター80bで反射させて、粉体層31に放射エネルギーを付与する。そこで、第6の実施形態では、第2の放射エネルギー密度よりも高い第1の放射エネルギーを粉体層31に付与するために、図20Bに示すように、リフレクターの曲率を変化させることで、1つの放射エネルギー源から得られる放射エネルギーを集めるようにする。
なお、1つの放射エネルギー源から得られる放射エネルギーを集めるようにする点で、図20Cに示すように、光源80dからのエネルギーをレンズ80eで集めるようにしてもよい。

0124

(第7の実施形態)
第7の実施形態では、第6の実施形態の図20A図20Bで示したような、リフレクターの曲率をそれぞれ変化させたものを足し合わせることで、第1の放射エネルギー源と第2の放射エネルギー源とを構成する。具体的には、第7の実施形態では、図21で示すように、第1の放射エネルギー源80と第2の放射エネルギー源81とを構成する。

0125

(第8の実施形態)
第8の実施形態では、図22に示すように、放射エネルギー源87は、1つのリフレクターdの曲率を一部変化させていることで、1つの光源80aであっても第1の放射エネルギーと第2の放射エネルギーの両方を粉体層31に付与できるようにしている。
これにより、第8の実施形態では、放射エネルギー源を小型化できる点で有利である。

0126

(第9の実施形態)
第9の実施形態では、第8の実施形態の放射エネルギー源87とヘッド52を、図23に示すように一体化した。具体的には、ヘッド52の両側に、2つの放射エネルギー源87をそれぞれリフレクター80dの曲率が小さい面を対向するように配置して一体化させる。
これにより、第9の実施形態では、図15で示したヘッドと放射エネルギー源を一体化したものよりも、部品点数を少なくすることができ、また装置自体も小型化することができる。

0127

(第10の実施形態)
第10の実施形態では、第4の実施形態の図18A及び図18Bで示した放射エネルギー源86とは異なり、第1の放射エネルギーと第2の放射エネルギーを付与するときには波長をそれぞれ変化させる。具体的には、図24Aで示すように、放射エネルギー源88は、第1の放射エネルギーを粉体層31に付与するときは、波長λ1とした放射エネルギーを粉体層31に付与する。また、放射エネルギー源88は、第2の放射エネルギーを粉体層31に付与するときは、波長λ1よりも長い波長λ2としたエネルギーを粉体層31に付与する。
これにより、第10の実施形態では、波長λ2よりも短い波長λ1とした第1の放射エネルギーでは、粉体層31全体を加熱する。次に、波長λ1よりも長い波長λ2とした第2の放射エネルギーで粉体層31の表面側を加熱するようにする。波長が長い放射エネルギーは、粉体層31の表面側(入射側)に留まるため、粉体層31の表面側を加熱するようにするには好適である。
これにより、第10の実施形態では、エネルギー密度を変化させていた他の実施態様とは異なり、エネルギーの波長を変化させるだけで、粉体層31全体を加熱するか、あるいは粉体層31の表面側を加熱するかを選択することができる。

0128

この波長λ1及びλ2を設定する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下のようにしてもよい。
例えば、図24Cに示すように、吸収剤を含む粉体層31が付与されたエネルギーを最も効率よく熱に変換するピーク波長が存在する場合、そのピーク波長としたときの相対エネルギーを1とすると、相対エネルギーを0.8としたときの波長が短いほうをλ1、波長が長いほうをλ2としてもよい。

0129

以上説明したように、本発明の立体造形物の製造装置は、粉体層を形成する粉体層形成手段と、粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、を有する。
これにより、本発明の立体造形物の製造装置は、第2の放射エネルギーを付与することで、降温時において、粉体層の上面側からの放熱を補うようにして下面側からの放熱の程度を合わせるようにし、粉体層内の温度ムラを少なくする。このようにして、本発明の立体造形物の製造装置は、各粉体層を反らさないようにすることができ、立体造形物の反りの発生を抑制することができる。

0130

(立体造形物製造用エネルギー放射プログラム)
本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムは、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する処理をコンピュータに実行させる。

0131

本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムは、本発明の立体造形物の製造方法を実施するために好適に実行される。
つまり、本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の立体造形物の製造方法を実行できる。また、本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムは、一又は複数のコンピュータやサーバの少なくともいずれかによって実行されてもよい。

0132

本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムによる処理は、例えば、図1図4に示すような立体造形物の製造装置により実行することができる。

0133

図25は、本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムの処理手順について、図25に基づき図4を参照しながら説明する。

0134

テップS101では、外部I/F506は、造形データ作成装置600から立体造形物のスライスデータを対応させた照射データ受け付けると、処理をS102に移行する。

0135

ステップS102では、主制御部500Aは、モータ駆動部515及び516によりモータ553及び26を駆動させ、粉体層31を形成すると、処理をS103に移行する。

0136

ステップS103では、主制御部500Aは、ヘッド駆動制御部508によりヘッド52を駆動させ、スライスデータに基づき、放射エネルギー吸収剤付与手段から放射エネルギー吸収剤を含む造形用液体を粉体層31に吐出すると、処理をS104に移行する。

0137

ステップS104では、主制御部500Aは、ヘッド駆動制御部508によりヘッド52を駆動させ、スライスデータに基づき、ヘッド52に搭載されている第1の放射エネルギー源80からを粉体層31に第1の放射エネルギーを付与すると、処理をS105に移行する。

0138

ステップS105では、主制御部500Aは、ヘッド駆動制御部508によりヘッド52を駆動させ、スライスデータに基づき、ヘッド52に搭載されている第2の放射エネルギー源81からを粉体層31に第2の放射エネルギーを付与すると、処理をS106に移行する。

0139

ステップS106では、主制御部500Aは、スライスデータの内容が全て完了したか否かを判定する。主制御部500Aは、スライスデータの内容が全て完了したと判定すると本処理を終了し、照射データの内容が全て完了していないと判定すると、処理をS102に移行する。

0140

このように、本発明の立体造形物製造用エネルギー放射プログラムは、放射エネルギー吸収剤が付与された粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する処理をコンピュータに実行させる。

0141

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1>粉体層を形成する粉体層形成手段と、
前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与手段と、
前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与手段と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置である。
<2> 前記第2のエネルギー密度が、前記第1のエネルギー密度をX(W/mm2)としたとき、0.015X以上0.750X以下である、前記<1>に記載の立体造形物の製造装置である。
<3> 前記第2のエネルギー密度が前記粉体層の材料の比熱に基づいて設定される、前記<1>から<2>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<4> 前記第2のエネルギー密度が、前記粉体層の材料を、前記粉体層の材料の融点よりも高い温度に維持可能である、前記<1>から<3>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<5> 前記放射エネルギー付与手段が光照射手段である、前記<1>から<4>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<6> 前記光照射手段が、光源と、前記光源から出射される光を反射するリフレクターとを備える、前記<5>に記載の立体造形物の製造装置である。
<7> 前記リフレクターが、前記光源から出射される光を一定方向に反射可能である、前記<6>に記載の立体造形物の製造装置である。
<8> 前記リフレクターにより集光される集光領域が2以上あり、
前記集光領域のうちの一の集光領域は他の集光領域よりも面積が狭く、
前記一の集光領域が前記第1の放射エネルギーが付与された領域であり、
前記他の集光領域が前記第2の放射エネルギーが付与された領域である、前記<6>から<7>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<9> 前記放射エネルギー付与手段が、前記第1のエネルギー密度の前記第1の放射エネルギーを付与する第1の放射エネルギー源と、前記第1のエネルギー密度よりも低い前記第2のエネルギー密度の前記第2の放射エネルギーを付与する第2の放射エネルギー源とを有する、前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<10> 前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源の順に備える、前記<9>に記載の立体造形物の製造装置である。
<11> 前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第1の放射エネルギー源の順に備え、前記走査方向における一の向きでの走査と、前記一の向きと逆向きでの走査とが可能である、前記<9>に記載の立体造形物の製造装置である。
<12> 前記放射エネルギー付与手段が、前記放射エネルギー付与手段の走査方向に対し、前記第1の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第2の放射エネルギー源、前記第1の放射エネルギー源の順に備え、
前記放射エネルギー吸収剤付与手段が、2つの前記第2の放射エネルギー源の間に配され、
前記走査方向における一の向きでの走査と、前記一の向きと逆向きでの走査とが可能である、前記<9>に記載の立体造形物の製造装置である。
<13> 粉体層を形成する粉体層形成工程と、
前記粉体層上に放射エネルギー吸収剤を付与する放射エネルギー吸収剤付与工程と、
前記放射エネルギー吸収剤が付与された前記粉体層に、第1のエネルギー密度の第1の放射エネルギーを付与した後、前記第1のエネルギー密度よりも低い第2のエネルギー密度の第2の放射エネルギーを付与する放射エネルギー付与工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<14> 前記第2のエネルギー密度が、前記第1のエネルギー密度をX(W/mm2)としたとき、0.015X以上0.750X以下である、前記<13>に記載の立体造形物の製造方法である。

0142

前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、前記<13>から<14>に記載の立体造形物の製造方法よると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。

先行技術

0143

特表2018−502752号公報

0144

1造形部
5造形ユニット
7ベース部材
10 液滴
11粉体槽
12平坦化ローラ
13粉体除去板
20 粉体
21供給槽
22 造形槽
23供給ステージ
24造形ステージ
25余剰粉体受け槽
26、28モータ
30造形層
31粉体層
50液体吐出ユニット(放射エネルギー吸収剤付与手段の一例)
51キャリッジ
52、52a、52b液体吐出ヘッド
54、55ガイド部材
56タンク装着部
60タンク
61メンテナンス機構
62キャップ
63ワイパ
71 ガイド部材
72スライダ部
80放射エネルギー源(放射エネルギー付与手段の一例)
81光源
82 リフレクター

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