JP2000280359A - 歪みの少ない三次元物体をステレオリソグラフィーで形成する方法および装置 - Google Patents
歪みの少ない三次元物体をステレオリソグラフィーで形成する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ゆがみの少ない三次元物体をステレオリソグ
ラフィーで形成する方法及び装置の提供。 【解決手段】 材料の層を選択的に露出することによっ
て３次元物体を１層１層形成するためのラピッド・プロ
トタイピング・アンド・マニファクチャリング（例え
ば、ステレオリソグラフィー）において、層の各部分を
１回目の露出と２回目の露出を使用して形成し、その１
回目の露出と２回目の間に遅延時間を置く方法及び装
置。遅延時間は１回目の露出による材料の収縮を起こさ
せるのに十分なものとする。装置は（１）物体の形成済
みの層の上に流体状材料層を形成するコーティング手
段、（２）流体状材料層を刺激に露出して次の層を形成
する露出手段、（３）コーティング手段と露出手段を制
御して互いに結合した複数の層によって物体を形成する
ようにプログラムされたコンピュータ、（４）所定の時
間間隔を利用するようにプログラムされたコンピュータ
からなる。
ラフィーで形成する方法及び装置の提供。 【解決手段】 材料の層を選択的に露出することによっ
て３次元物体を１層１層形成するためのラピッド・プロ
トタイピング・アンド・マニファクチャリング（例え
ば、ステレオリソグラフィー）において、層の各部分を
１回目の露出と２回目の露出を使用して形成し、その１
回目の露出と２回目の間に遅延時間を置く方法及び装
置。遅延時間は１回目の露出による材料の収縮を起こさ
せるのに十分なものとする。装置は（１）物体の形成済
みの層の上に流体状材料層を形成するコーティング手
段、（２）流体状材料層を刺激に露出して次の層を形成
する露出手段、（３）コーティング手段と露出手段を制
御して互いに結合した複数の層によって物体を形成する
ようにプログラムされたコンピュータ、（４）所定の時
間間隔を利用するようにプログラムされたコンピュータ
からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三次元物体を流体状
材料からほぼ層ベースで形成する方法及び装置、 さらに詳しくは三次元物体をステレオリソグラフィーで
形成する方法および装置であって、歪をより少なくして
迅速に形成しようとする際の困難を解決した方法及び装
置に関するものである。
材料からほぼ層ベースで形成する方法及び装置、 さらに詳しくは三次元物体をステレオリソグラフィーで
形成する方法および装置であって、歪をより少なくして
迅速に形成しようとする際の困難を解決した方法及び装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ラピッドプロトタイピング？アンド？マ
ニファクチャリング（Rapid Prototyping and Manufact
uring : RP&M）とは三次元物体を、その物体を表すコン
ピュータデータから迅速かつ自動的に形成するのに使用
することができる技術分野を称するものである。このラ
ピッドプロトタイピング？アンド？マニファクチャリン
グは3種類の技術、すなわち（１）ステレオリソグラフ
ィー(stereolithography)、（２）選択積層造形(select
ive deposition modeling)、（３）積層体造形(laminat
ed object manufacturing)を含む概念とみなすことがで
きる。 ステレオリソグラフィーにおいては、形成済みの材料の
層の上に次の流体状材料の層を形成し、これらの層を硬
化させるとともに互いに結合させることによって三次元
物体を形成する。これらの層は形成すべき三次元物体の
連続する複数のスライスを表す断面データに従って選択
的に硬化される。連続する硬化層の結合は一般には重合
の際に両層間の化学的結合、例えば、層間クロスリンキ
ング、を起こさせることによってなされる。接着剤ある
いは他の機械的な結合を利用してもよい。ようするにそ
の結合は接着現象によってもよいし、凝集現象によって
もよい。 単にステレオリソグラフィーと称されるあるステレオリ
ソグラフィー技術では、選択的に刺激にさらすことによ
って選択的に硬化する流体状材料が使用される。その流
体状材料は一般には光重合性材料(樹脂)であり、それを
硬化させる刺激は一般には可視域あるいは紫外域の電磁
線である。電磁線はレーザーから発せられるのが普通で
ある。液体ベースのステレオリソグラフィーは、後述す
る「関連特許、出願、および公報」に記載するように、
多くの特許、出願、および公報に開示されている。もう
一つのステレオリソグラフィー技術は選択レーザー焼結
（selective laser sintering : SLS）と称されるもの
である。この選択レーザー焼結は粉体材料の層を赤外域
の電磁線にさらすことによって粒子を焼結あるいは融着
させて選択的に硬化させるものである。選択レーザー焼
結は１９８９年９月５日にDeckardに与えられた米国特
許４，８６３，５３８に開示されている。三つ目の技術
は三次元印刷(three-dimensional printing : 3DP)と称
されるものである。三次元印刷は粉体材料の層に選択的
にバインダーを供与することによってその粉体材料の層
を選択的に硬化させるものである。三次元印刷は１９９
３年４月２０日にSachs等に与えられた米国特許５，２
０４，０５５に開示されている。 本発明は液体ベースの材料を使用するステレオリソグラ
フィーに主に関わるものであるが、本発明の技術は他の
ステレオリソグラフィー技術においても、歪を減少させ
たり、物体の形成を促進したりするのに利用することが
できる。 選択積層造形は形成すべき三次元物体のスライスを表す
断面データにしたがって、硬化可能な材料を一層ずつ順
次積層して三次元物体を造形するものである。 この技術の一つは溶融積層造形(fused deposition mode
ling : FDM)と称するもので、形成済みの層の上に載せ
ると硬化する、加熱した流動性材料を押し出すものであ
る。溶融積層造形は１９９２年６月９日にCrumpに与えら
れた米国特許５，１２１，３２９に開示されている。も
う一つの選択積層造形は弾道粒子造形(ballistic parti
cle manufacturing : BPM)と称するもので、５軸のイン
クジェットを使用して、材料の粒を三次元物体の形成済
みの層の上に吹きつけるものである。弾道粒子造形は１
９９６年５月２日にそれぞれ発行されたPCT公報WO96/12
607(Brown等）、WO96/12608(Brown等）、WO12609(Menhe
nett等）、WO12610(Menhenett等）に開示されている。三
つ目の選択積層造形はマルチジェット造形(multijet mo
deling : MJM)と称されるもので、材料の粒を複数のイ
ンクジェットオリフィスから選択的に発射して造形工程
をスピードアップするものである。マルチジェット造形
は１９９７年４月３日にそれぞれ発行されたPCT公報WO9
7/11835(Earl等）、WO97/11837(Leyden等）(共に3D Sys
tems, Inc.,に譲渡済み）に開示されている。 積層体造形は形成すべき三次元物体を表す断面データに
したがって、シート材料を積層、結合し、選択的に切断
するものである。積層体造形は１９８８年６月２１日にF
eyginに与えられた米国特許４，７５２，３５２、１９
９１年５月１４日にKinzieに与えられた米国特許５，０
１５，３１２、および１９９５年６月６日発行のPCT公
報WO95/18009(Morita等）に開示されている。 前述のように、本発明は液体ベースの材料を使用するス
テレオリソグラフィーに主に関わるものであるが、本発
明の技術は選択積層造形技術においても、物体の歪を減
少させたり、物体の形成時間を短縮したりするのに利用
することができる。選択積層造形技術のあるものでは、
「最小層形成時間」(Minimum Layer Seconds)と称せら
れることもある技術が使用される。この技術では、１枚
の層の形成開始から所定の時間、すなわち最小層形成時
間、が経たなければ次の層の形成を開始しないように
し、それによって、層内に発生する熱を放熱する時間を
充分にとるようにしたものである。ある層を形成するの
に要する時間が最小層形成時間より短い場合には、最小
層形成時間が経つまで待って次の層の形成を開始する。
ある層を形成するのに要する時間が最小層形成時間より
長い場合には、その層の形成が完了してから次の層の形
成を開始する。この技術はある層を部分的に形成するこ
とを示唆するものではない。 ステレオリソグラフィーで形成した三次元物体の歪を少
なくする技術および形成中に紫外線硬化流体を複数回露
光する技術が、例えば、（１）１９９２年４月１４日に
Hull等に与えられた米国特許５，１０４，５９２、
（２）１９８８年６月１７日発行の伊丹等の日本特許公
開公報６３−１４５０１５A、（３）１９９０年７月３
１日にMurphy等に与えられた米国特許４，９４５，０３
２、（４）１９８６年３月１１日にHull等に与えられた
米国特許４，５７５，３３０のアペンディックスA、
(５)１９９４年１１月２日にPomerantz等に与えられたE
P 0 250 121 B1、（６）１９９６年１２月１６日にGigl
等が出願した米国特許出願08/766,956(3D System, Inc.
に譲渡)に開示されている。 １９９２年４月１４日にHull等に与えられた米国特許
５，１０４，５９２にはカールを抑えるためのいろいろ
な技術が開示されている。そのカール抑制技術の一つは
「破線法」であり、垂直方向あるいは水平方向の構造の
一部であるステレオリソグラフィー線を実線でなく破線
とする技術である。これによってベクトル方向に伝達さ
れる引張り力が減少し、カールが抑えられる。カール抑
制技術の二つ目は、「折れ線法」であり、垂直方向ある
いは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフィ
ー線を直線でなく折れ線とする技術である。これによっ
てベクトル方向に伝達される引張り力が減少し、カール
が抑えられる。カール抑制技術の三つ目は「副構造法」
（secondary structure technique)であり、垂直方向あ
るいは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフ
ィー線をその下あるいはその横の線に直接結合せず、副
構造が形成された後に取り付けるようにしたものであ
る。この構成によって、ベクトルの下方への引っ張り力
が除去され、隣接する線にかかる曲げモーメントが減少
し、カールが抑えられる。副構造としては、「リベッ
ト」と称され、露光度の低い支持線と隣接する層からの
支持線を連結する露光度の高い部分(リベット)からなる
ものが知られている。カール抑制技術の四つ目は「マル
チパス法」(multi-pass technique)であり、垂直方向あ
るいは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフ
ィー線を材料が相当に反応するまではその下あるいはそ
の横の線に直接結合しないようにしたものである。これ
によってベクトルの下方への引っ張り力が小さくなり、
構造が変形に耐える程度に堅くなり、カールが抑えられ
る。この文献には、第１の組のベクトルの露光後、第２
の組のベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９８８年６月１７日発行の伊丹等の日本特許公開公報
６３−１４５０１５Aには、硬化中のラヂカル重合の度
合いが不十分なために生じ、そのために製品が自重で変
形してしまう、堅さ不足に対処するためのステレオリソ
グラフィー技術が開示されている。その技術は、光重合
性液状樹脂の同じ位置を同一のラスタ−露光によって特
定の間隔で数回露光するものである。まず、バット内に
液状樹脂の層を形成する。つぎにその樹脂を光で主走査
方向と副走査方向にラスター走査して樹脂を部分的に硬
化させる。所定の時間を置いて、樹脂の同一個所を１回
目と同じ主走査方向と副走査方向に光でラスター走査す
る。樹脂のどの位置でも１回目の光照射と２回目の光照
射の間隔は同一になる。主走査方向はレーザー光線によ
って硬化されるラスターラインが位置する方向であり、
副走査方向はそのラスターラインが並ぶ方向であり主走
査方向に垂直な方向である。レーザー光線の主走査は回
転多面鏡による反射によってなされ、レーザー光線の副
走査は樹脂のバットを副走査方向に移動させるか、ある
いは回転平面鏡でレーザー光線を反射することによって
なされる。この文献には、１回目の光照射と２回目の光
照射でラインの硬化方向を変えることは記載されていな
い。さらに、第１の組のベクトルの露光後、１回目とは
異なる方向での第２の組のベクトルの露光までに収縮率
が許容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経過
させることは示唆されておらず、ましてや、所望の時間
の経過をカウントダウンする装置の使用についてはまっ
たく言及されていない。 １９９０年７月３１日にMurphy等に与えられた米国特許
４，９４５，０３２には形成された物体の強度と耐溶媒
性を高め、それによって歪を少なくするステレオリソグ
ラフィー技術が開示されている。望ましい実施の形態で
は、各表面層を形成する際にコンピュータ制御のレーザ
ーによって紫外線硬化樹脂面を繰り返し高速で走査す
る。この文献には、第１の組のベクトルの露光後、第２
の組のベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９８６年３月１１日にHull等に与えられた米国特許
４，５７５，３３０には、三次元物体を形成するための
一般的なステレオリソグラフィー技術が開示されてい
る。またこの特許のアペンディックスには硬化層を形成
するのに複数回の照射を使用することが記載されてい
る。しかしながらこの文献には、複数回の照射を使用す
る目的も、照射の間に意図的に時間を置くことも記載さ
れていない。また、この文献には、第１の組のベクトル
の露光後、第２の組のベクトルの露光までに収縮率が許
容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経過させ
ることは示唆されておらず、ましてや、所望の時間の経
過をカウントダウンするクロックの使用についてはまっ
たく言及されていない。 １９９４年１１月２日にPomerantz等に与えられたEP 0
250 121 B1には硬化性材料の収縮によって生ずる空間的
な歪を制御するステレオリソグラフィー技術が開示され
ている。この技術では、収縮が進むにつれて収縮によっ
て空になった部分に追加の樹脂が流れ込むように液体樹
脂層に光を照射する。またこの特許には収縮の作用を低
減するステレオリソグラフィー技術も開示されている。
この技術では、液体樹脂層への照射をチェッカーボード
パターンで複数回行い、どの時点においても収縮が狭い
部分のみで起こるようにし、それによって最初の照射に
伴う収縮による歪が２回目の以降の照射による硬化の過
程で少なくとも部分的に補償されるようにする。この文
献には、１回目の照射では接着が起きず２回目以降の照
射で接着が起きるようにすることは開示されていない。
また第１の組のベクトルの露光後、第２の組のオーバー
ラップベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９９６年１２月１６日にGigl等が出願した米国特許出
願08/766,956には後硬化をあまり必要とせずに構造の一
体性を増す方法、異なる種類のベクトルが交差する部分
で照射を均一にする方法、硬化深さを決定する方法、お
よび収縮、カール、後硬化による歪を減少させる方法等
の種々のステレオリソグラフィー技術が開示されてい
る。 また米国特許出願08/766,956には「タイリング」(tilin
g)と称される技術が開示されている。このタイリング
は、ステレオリソグラフィーで形成すべき物体の各層を
複数の部分、すなわちタイル、に分けて形成するもので
ある。各タイルの間には間隔が設けられる。各タイルの周
囲の間隔は少なくとも近傍のタイルが硬化するまでは未
硬化の状態に保たれる。すなわちタイル間の領域は未硬
化の状態に保たれて、応力除去ゾーンとして作用する。
この間隔の幅は各タイルの幅に比して小さいのが普通で
ある。 また米国特許出願08/766,956には、照射を停止した後も
材料の収縮が数秒間は続くことが実験的に確かめられた
ことが開示されている。この出願には材料が硬化される
ときに(望ましい材料XB５０８１を使用した場合)、収縮
の開始までに約２,３秒の遅れがあることが記載されて
いる。すなわちこの出願には、タイルの収縮を待ってか
らタイル間のグラウトを硬化させる(例えば、付近のタ
イルの収縮が終わって少なくとも３秒経ってからグラウ
トの硬化を開始する)ことが示唆されている。さらにこの
出願には、あるタイルを部分的に硬化させた後(例えば
一本のラインに沿ってのみ照射した後)、他のタイルを
同様に部分的に硬化させ、しかる後、もとに戻って、１
回あるいは２回以上の照射によって、部分的に硬化され
ているタイルを完全に硬化させることが教示されてい
る。 米国特許出願08/766,956の他の実施の形態では、タイル
間の間隔はその間隔をまたぐ硬化した材料の層を形成す
ることによって閉じられるが、その硬化層の少なくとも
一端は少なくとも収縮が充分進むまでは浮かされる。収
縮が進行した後は、その浮いた端部はリベット、マルチ
パス等で留めてもよい。 さらに、米国特許出願08/766,956には、長いベクトルは
収縮が進んでいる間に硬化させて硬化済みの層に結合さ
せると大きなカールを生じさせることが開示されてい
る。可変ベクトルの場合にはそのベクトルの両端が輪郭
にくっついてしてしまうことがある。またACESと称され
る歪低減技術が記載されている。そのACESを使用する
と、露光された第１の組のスキンベクトルに１層分の厚
みよりわずかに小さい正味の硬化深さとなるような露光
が与えられる。第２の組のベクトルによる露光が材料に
なされたときに生ずる硬化深さの増大が結合を導く。SL5
170、SL5180等のエポキシ樹脂を使用するときには、各
断面の露光後にリコーティングを開始するまでに５から
９０秒時間を置き、それによって、新たに露光された層
のモジュラスが一定の最低レベルまで増大するまではそ
の層をリコーティングの際の力に曝さないようにするこ
とがよいことが分かった。この時間をプリディップディ
レイ(predip delay)と称する。このプリディップディレ
イが物体形成時間を長くするのを極力抑えるために臨界
的な部分の照射を先に行い、より臨界的でない部分の照
射を後から行うような照射パターンを使用してもよい。
これによれば、プリディップディレイ時間のカウントダ
ウンは事実上全ての臨界的な部分の照射が終わった後に
直ぐ開始することができる。 開示されているもう一つの歪低減技術は「ログジャム」
(log jam)と称されるものである。このログジャムとは、
内側のハッチベクトル（あるいはフィルベクトル）のい
くつかを層の輪郭から離して、ハッチもしくはフィルの
露光が終わった後に、食い違った輪郭等を走査してハッ
チと元の輪郭をくっつけるようにする走査方法を指すも
のである。 この文献には、第１の組のベクトルの露光後、垂直にオ
ーバーラップする第２の組のベクトルの露光までに収縮
率が許容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経
過させることは示唆されておらず、ましてや、垂直にオ
ーバーラップするベクトルの露光と露光の間にディレイ
時間をカウントダウンするクロックの使用についてはま
ったく言及されていない。 本明細書において言及された全ての広報や出願はその全
文をここに引用したものとする。 従来より小さい歪で迅速に物体を形成することができ
る、さらに詳しくは、材料を硬化させるための走査速度
を上げたときに信頼性の上から従来許容されていたもの
より小さい歪で迅速に物体を形成することができるより
簡単な技術が求められている。 他の関連特許、出願および公報 下記の表１に示す特許、出願および公報(以下これらを
総称して単に公報という)はその全文をここに引用した
ものとする。表１は本出願人が共有する特許および特許
出願の表である。また各公報の主題を読者の便宜を図る
ために表1に記載する。なお表1に記載した主題はその公
報の内容を限定するためのものではなく、一例としてあ
げたに過ぎず各公報の内容はすべてここに引用したもの
とする。これらの文献に記載された技術は本発明の技術
と様々に組合わせて使用することができる。例えば、デ
ータ操作の技術は本発明の技術と組み合わせて、より精
度よく、より効率的に物体を形成するためのより有用な
物体データを得るのに使用することができる。また、こ
れらの文献に記載されている様々な装置構成を本発明の
特徴とともに使用してもよい。
ニファクチャリング（Rapid Prototyping and Manufact
uring : RP&M）とは三次元物体を、その物体を表すコン
ピュータデータから迅速かつ自動的に形成するのに使用
することができる技術分野を称するものである。このラ
ピッドプロトタイピング？アンド？マニファクチャリン
グは3種類の技術、すなわち（１）ステレオリソグラフ
ィー(stereolithography)、（２）選択積層造形(select
ive deposition modeling)、（３）積層体造形(laminat
ed object manufacturing)を含む概念とみなすことがで
きる。 ステレオリソグラフィーにおいては、形成済みの材料の
層の上に次の流体状材料の層を形成し、これらの層を硬
化させるとともに互いに結合させることによって三次元
物体を形成する。これらの層は形成すべき三次元物体の
連続する複数のスライスを表す断面データに従って選択
的に硬化される。連続する硬化層の結合は一般には重合
の際に両層間の化学的結合、例えば、層間クロスリンキ
ング、を起こさせることによってなされる。接着剤ある
いは他の機械的な結合を利用してもよい。ようするにそ
の結合は接着現象によってもよいし、凝集現象によって
もよい。 単にステレオリソグラフィーと称されるあるステレオリ
ソグラフィー技術では、選択的に刺激にさらすことによ
って選択的に硬化する流体状材料が使用される。その流
体状材料は一般には光重合性材料(樹脂)であり、それを
硬化させる刺激は一般には可視域あるいは紫外域の電磁
線である。電磁線はレーザーから発せられるのが普通で
ある。液体ベースのステレオリソグラフィーは、後述す
る「関連特許、出願、および公報」に記載するように、
多くの特許、出願、および公報に開示されている。もう
一つのステレオリソグラフィー技術は選択レーザー焼結
（selective laser sintering : SLS）と称されるもの
である。この選択レーザー焼結は粉体材料の層を赤外域
の電磁線にさらすことによって粒子を焼結あるいは融着
させて選択的に硬化させるものである。選択レーザー焼
結は１９８９年９月５日にDeckardに与えられた米国特
許４，８６３，５３８に開示されている。三つ目の技術
は三次元印刷(three-dimensional printing : 3DP)と称
されるものである。三次元印刷は粉体材料の層に選択的
にバインダーを供与することによってその粉体材料の層
を選択的に硬化させるものである。三次元印刷は１９９
３年４月２０日にSachs等に与えられた米国特許５，２
０４，０５５に開示されている。 本発明は液体ベースの材料を使用するステレオリソグラ
フィーに主に関わるものであるが、本発明の技術は他の
ステレオリソグラフィー技術においても、歪を減少させ
たり、物体の形成を促進したりするのに利用することが
できる。 選択積層造形は形成すべき三次元物体のスライスを表す
断面データにしたがって、硬化可能な材料を一層ずつ順
次積層して三次元物体を造形するものである。 この技術の一つは溶融積層造形(fused deposition mode
ling : FDM)と称するもので、形成済みの層の上に載せ
ると硬化する、加熱した流動性材料を押し出すものであ
る。溶融積層造形は１９９２年６月９日にCrumpに与えら
れた米国特許５，１２１，３２９に開示されている。も
う一つの選択積層造形は弾道粒子造形(ballistic parti
cle manufacturing : BPM)と称するもので、５軸のイン
クジェットを使用して、材料の粒を三次元物体の形成済
みの層の上に吹きつけるものである。弾道粒子造形は１
９９６年５月２日にそれぞれ発行されたPCT公報WO96/12
607(Brown等）、WO96/12608(Brown等）、WO12609(Menhe
nett等）、WO12610(Menhenett等）に開示されている。三
つ目の選択積層造形はマルチジェット造形(multijet mo
deling : MJM)と称されるもので、材料の粒を複数のイ
ンクジェットオリフィスから選択的に発射して造形工程
をスピードアップするものである。マルチジェット造形
は１９９７年４月３日にそれぞれ発行されたPCT公報WO9
7/11835(Earl等）、WO97/11837(Leyden等）(共に3D Sys
tems, Inc.,に譲渡済み）に開示されている。 積層体造形は形成すべき三次元物体を表す断面データに
したがって、シート材料を積層、結合し、選択的に切断
するものである。積層体造形は１９８８年６月２１日にF
eyginに与えられた米国特許４，７５２，３５２、１９
９１年５月１４日にKinzieに与えられた米国特許５，０
１５，３１２、および１９９５年６月６日発行のPCT公
報WO95/18009(Morita等）に開示されている。 前述のように、本発明は液体ベースの材料を使用するス
テレオリソグラフィーに主に関わるものであるが、本発
明の技術は選択積層造形技術においても、物体の歪を減
少させたり、物体の形成時間を短縮したりするのに利用
することができる。選択積層造形技術のあるものでは、
「最小層形成時間」(Minimum Layer Seconds)と称せら
れることもある技術が使用される。この技術では、１枚
の層の形成開始から所定の時間、すなわち最小層形成時
間、が経たなければ次の層の形成を開始しないように
し、それによって、層内に発生する熱を放熱する時間を
充分にとるようにしたものである。ある層を形成するの
に要する時間が最小層形成時間より短い場合には、最小
層形成時間が経つまで待って次の層の形成を開始する。
ある層を形成するのに要する時間が最小層形成時間より
長い場合には、その層の形成が完了してから次の層の形
成を開始する。この技術はある層を部分的に形成するこ
とを示唆するものではない。 ステレオリソグラフィーで形成した三次元物体の歪を少
なくする技術および形成中に紫外線硬化流体を複数回露
光する技術が、例えば、（１）１９９２年４月１４日に
Hull等に与えられた米国特許５，１０４，５９２、
（２）１９８８年６月１７日発行の伊丹等の日本特許公
開公報６３−１４５０１５A、（３）１９９０年７月３
１日にMurphy等に与えられた米国特許４，９４５，０３
２、（４）１９８６年３月１１日にHull等に与えられた
米国特許４，５７５，３３０のアペンディックスA、
(５)１９９４年１１月２日にPomerantz等に与えられたE
P 0 250 121 B1、（６）１９９６年１２月１６日にGigl
等が出願した米国特許出願08/766,956(3D System, Inc.
に譲渡)に開示されている。 １９９２年４月１４日にHull等に与えられた米国特許
５，１０４，５９２にはカールを抑えるためのいろいろ
な技術が開示されている。そのカール抑制技術の一つは
「破線法」であり、垂直方向あるいは水平方向の構造の
一部であるステレオリソグラフィー線を実線でなく破線
とする技術である。これによってベクトル方向に伝達さ
れる引張り力が減少し、カールが抑えられる。カール抑
制技術の二つ目は、「折れ線法」であり、垂直方向ある
いは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフィ
ー線を直線でなく折れ線とする技術である。これによっ
てベクトル方向に伝達される引張り力が減少し、カール
が抑えられる。カール抑制技術の三つ目は「副構造法」
（secondary structure technique)であり、垂直方向あ
るいは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフ
ィー線をその下あるいはその横の線に直接結合せず、副
構造が形成された後に取り付けるようにしたものであ
る。この構成によって、ベクトルの下方への引っ張り力
が除去され、隣接する線にかかる曲げモーメントが減少
し、カールが抑えられる。副構造としては、「リベッ
ト」と称され、露光度の低い支持線と隣接する層からの
支持線を連結する露光度の高い部分(リベット)からなる
ものが知られている。カール抑制技術の四つ目は「マル
チパス法」(multi-pass technique)であり、垂直方向あ
るいは水平方向の構造の一部であるステレオリソグラフ
ィー線を材料が相当に反応するまではその下あるいはそ
の横の線に直接結合しないようにしたものである。これ
によってベクトルの下方への引っ張り力が小さくなり、
構造が変形に耐える程度に堅くなり、カールが抑えられ
る。この文献には、第１の組のベクトルの露光後、第２
の組のベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９８８年６月１７日発行の伊丹等の日本特許公開公報
６３−１４５０１５Aには、硬化中のラヂカル重合の度
合いが不十分なために生じ、そのために製品が自重で変
形してしまう、堅さ不足に対処するためのステレオリソ
グラフィー技術が開示されている。その技術は、光重合
性液状樹脂の同じ位置を同一のラスタ−露光によって特
定の間隔で数回露光するものである。まず、バット内に
液状樹脂の層を形成する。つぎにその樹脂を光で主走査
方向と副走査方向にラスター走査して樹脂を部分的に硬
化させる。所定の時間を置いて、樹脂の同一個所を１回
目と同じ主走査方向と副走査方向に光でラスター走査す
る。樹脂のどの位置でも１回目の光照射と２回目の光照
射の間隔は同一になる。主走査方向はレーザー光線によ
って硬化されるラスターラインが位置する方向であり、
副走査方向はそのラスターラインが並ぶ方向であり主走
査方向に垂直な方向である。レーザー光線の主走査は回
転多面鏡による反射によってなされ、レーザー光線の副
走査は樹脂のバットを副走査方向に移動させるか、ある
いは回転平面鏡でレーザー光線を反射することによって
なされる。この文献には、１回目の光照射と２回目の光
照射でラインの硬化方向を変えることは記載されていな
い。さらに、第１の組のベクトルの露光後、１回目とは
異なる方向での第２の組のベクトルの露光までに収縮率
が許容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経過
させることは示唆されておらず、ましてや、所望の時間
の経過をカウントダウンする装置の使用についてはまっ
たく言及されていない。 １９９０年７月３１日にMurphy等に与えられた米国特許
４，９４５，０３２には形成された物体の強度と耐溶媒
性を高め、それによって歪を少なくするステレオリソグ
ラフィー技術が開示されている。望ましい実施の形態で
は、各表面層を形成する際にコンピュータ制御のレーザ
ーによって紫外線硬化樹脂面を繰り返し高速で走査す
る。この文献には、第１の組のベクトルの露光後、第２
の組のベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９８６年３月１１日にHull等に与えられた米国特許
４，５７５，３３０には、三次元物体を形成するための
一般的なステレオリソグラフィー技術が開示されてい
る。またこの特許のアペンディックスには硬化層を形成
するのに複数回の照射を使用することが記載されてい
る。しかしながらこの文献には、複数回の照射を使用す
る目的も、照射の間に意図的に時間を置くことも記載さ
れていない。また、この文献には、第１の組のベクトル
の露光後、第２の組のベクトルの露光までに収縮率が許
容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経過させ
ることは示唆されておらず、ましてや、所望の時間の経
過をカウントダウンするクロックの使用についてはまっ
たく言及されていない。 １９９４年１１月２日にPomerantz等に与えられたEP 0
250 121 B1には硬化性材料の収縮によって生ずる空間的
な歪を制御するステレオリソグラフィー技術が開示され
ている。この技術では、収縮が進むにつれて収縮によっ
て空になった部分に追加の樹脂が流れ込むように液体樹
脂層に光を照射する。またこの特許には収縮の作用を低
減するステレオリソグラフィー技術も開示されている。
この技術では、液体樹脂層への照射をチェッカーボード
パターンで複数回行い、どの時点においても収縮が狭い
部分のみで起こるようにし、それによって最初の照射に
伴う収縮による歪が２回目の以降の照射による硬化の過
程で少なくとも部分的に補償されるようにする。この文
献には、１回目の照射では接着が起きず２回目以降の照
射で接着が起きるようにすることは開示されていない。
また第１の組のベクトルの露光後、第２の組のオーバー
ラップベクトルの露光までに収縮率が許容可能なレベル
まで低下するのに充分な時間を経過させることは示唆さ
れておらず、ましてや、所望の時間の経過をカウントダ
ウンする装置の使用についてはまったく言及されていな
い。 １９９６年１２月１６日にGigl等が出願した米国特許出
願08/766,956には後硬化をあまり必要とせずに構造の一
体性を増す方法、異なる種類のベクトルが交差する部分
で照射を均一にする方法、硬化深さを決定する方法、お
よび収縮、カール、後硬化による歪を減少させる方法等
の種々のステレオリソグラフィー技術が開示されてい
る。 また米国特許出願08/766,956には「タイリング」(tilin
g)と称される技術が開示されている。このタイリング
は、ステレオリソグラフィーで形成すべき物体の各層を
複数の部分、すなわちタイル、に分けて形成するもので
ある。各タイルの間には間隔が設けられる。各タイルの周
囲の間隔は少なくとも近傍のタイルが硬化するまでは未
硬化の状態に保たれる。すなわちタイル間の領域は未硬
化の状態に保たれて、応力除去ゾーンとして作用する。
この間隔の幅は各タイルの幅に比して小さいのが普通で
ある。 また米国特許出願08/766,956には、照射を停止した後も
材料の収縮が数秒間は続くことが実験的に確かめられた
ことが開示されている。この出願には材料が硬化される
ときに(望ましい材料XB５０８１を使用した場合)、収縮
の開始までに約２,３秒の遅れがあることが記載されて
いる。すなわちこの出願には、タイルの収縮を待ってか
らタイル間のグラウトを硬化させる(例えば、付近のタ
イルの収縮が終わって少なくとも３秒経ってからグラウ
トの硬化を開始する)ことが示唆されている。さらにこの
出願には、あるタイルを部分的に硬化させた後(例えば
一本のラインに沿ってのみ照射した後)、他のタイルを
同様に部分的に硬化させ、しかる後、もとに戻って、１
回あるいは２回以上の照射によって、部分的に硬化され
ているタイルを完全に硬化させることが教示されてい
る。 米国特許出願08/766,956の他の実施の形態では、タイル
間の間隔はその間隔をまたぐ硬化した材料の層を形成す
ることによって閉じられるが、その硬化層の少なくとも
一端は少なくとも収縮が充分進むまでは浮かされる。収
縮が進行した後は、その浮いた端部はリベット、マルチ
パス等で留めてもよい。 さらに、米国特許出願08/766,956には、長いベクトルは
収縮が進んでいる間に硬化させて硬化済みの層に結合さ
せると大きなカールを生じさせることが開示されてい
る。可変ベクトルの場合にはそのベクトルの両端が輪郭
にくっついてしてしまうことがある。またACESと称され
る歪低減技術が記載されている。そのACESを使用する
と、露光された第１の組のスキンベクトルに１層分の厚
みよりわずかに小さい正味の硬化深さとなるような露光
が与えられる。第２の組のベクトルによる露光が材料に
なされたときに生ずる硬化深さの増大が結合を導く。SL5
170、SL5180等のエポキシ樹脂を使用するときには、各
断面の露光後にリコーティングを開始するまでに５から
９０秒時間を置き、それによって、新たに露光された層
のモジュラスが一定の最低レベルまで増大するまではそ
の層をリコーティングの際の力に曝さないようにするこ
とがよいことが分かった。この時間をプリディップディ
レイ(predip delay)と称する。このプリディップディレ
イが物体形成時間を長くするのを極力抑えるために臨界
的な部分の照射を先に行い、より臨界的でない部分の照
射を後から行うような照射パターンを使用してもよい。
これによれば、プリディップディレイ時間のカウントダ
ウンは事実上全ての臨界的な部分の照射が終わった後に
直ぐ開始することができる。 開示されているもう一つの歪低減技術は「ログジャム」
(log jam)と称されるものである。このログジャムとは、
内側のハッチベクトル（あるいはフィルベクトル）のい
くつかを層の輪郭から離して、ハッチもしくはフィルの
露光が終わった後に、食い違った輪郭等を走査してハッ
チと元の輪郭をくっつけるようにする走査方法を指すも
のである。 この文献には、第１の組のベクトルの露光後、垂直にオ
ーバーラップする第２の組のベクトルの露光までに収縮
率が許容可能なレベルまで低下するのに充分な時間を経
過させることは示唆されておらず、ましてや、垂直にオ
ーバーラップするベクトルの露光と露光の間にディレイ
時間をカウントダウンするクロックの使用についてはま
ったく言及されていない。 本明細書において言及された全ての広報や出願はその全
文をここに引用したものとする。 従来より小さい歪で迅速に物体を形成することができ
る、さらに詳しくは、材料を硬化させるための走査速度
を上げたときに信頼性の上から従来許容されていたもの
より小さい歪で迅速に物体を形成することができるより
簡単な技術が求められている。 他の関連特許、出願および公報 下記の表１に示す特許、出願および公報(以下これらを
総称して単に公報という)はその全文をここに引用した
ものとする。表１は本出願人が共有する特許および特許
出願の表である。また各公報の主題を読者の便宜を図る
ために表1に記載する。なお表1に記載した主題はその公
報の内容を限定するためのものではなく、一例としてあ
げたに過ぎず各公報の内容はすべてここに引用したもの
とする。これらの文献に記載された技術は本発明の技術
と様々に組合わせて使用することができる。例えば、デ
ータ操作の技術は本発明の技術と組み合わせて、より精
度よく、より効率的に物体を形成するためのより有用な
物体データを得るのに使用することができる。また、こ
れらの文献に記載されている様々な装置構成を本発明の
特徴とともに使用してもよい。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】 次の２冊の書物もその全文をここに引用したものとす
る。 （１）"Rapid Prototyping and Manufacturing : Funda
mentals of Stereolithography"、Paul F. Jacobs著、
ミシガン州デアボン、"the Society of Manufacturing
Engineers"１９９２年発行、 （２）"Stereolithography and other RP&M Technologi
es : from Rapid Prototyping to Rapid Tooling"、 Pa
ul F. Jacobs著、ミシガン州デアボン、"the Society o
f Manufacturing Engineers"１９９６年発行、
る。 （１）"Rapid Prototyping and Manufacturing : Funda
mentals of Stereolithography"、Paul F. Jacobs著、
ミシガン州デアボン、"the Society of Manufacturing
Engineers"１９９２年発行、 （２）"Stereolithography and other RP&M Technologi
es : from Rapid Prototyping to Rapid Tooling"、 Pa
ul F. Jacobs著、ミシガン州デアボン、"the Society o
f Manufacturing Engineers"１９９６年発行、
【０００３】
【課題を解決するための手段】第1の発明は三次元物体
の少なくとも一部を形成するための方法を提供するもの
であり、その方法は(1)その物体の形成済みの層の上に
流体状の材料の層を形成し、（２）その流体状材料層を
刺激に露出して、前記物体の前記形成済みの層に結合し
た次の層を形成し、（３）前記(1)と(２)の工程を繰り
返して、互いに結合した複数の層によって前記物体を形
成するとともに、（４）所定の時間間隔を設定するもの
であり、前記流体状材料層を刺激に露出する工程が、１
層のうちの少なくとも１つのエレメントは少なくとも２
回刺激に露出するものであり、２回目の露出は１回目の
露出の終了後少なくとも設定された前記所定の時間が経
過した後行われ、１回目の露出は光ビームで前記エレメ
ントを第１の方向に走査することによって行われ、２回
目の露出は前記光ビームで前記エレメントを前記第１の
方向と異なる第２の方向に走査することによって行われ
ること特徴とするものである。 第２の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔（DTP)を設定するものであり、形成すべき層
の少なくとも1枚が互いに隔離された少なくとも第1、第
２の領域を備えており、前記流体状材料層を刺激に露出
する工程がその層を少なくとも２回刺激に露出するもの
であり、前記第1の領域を前記刺激に露出する工程の１
回目を時刻CT11に終了させ、前記第２の領域を前記刺激
に露出する工程の１回目を前記時刻CT11より後の時刻CT
21に終了させ、前記第1の領域を前記刺激に露出する工
程の２回目を前記時刻CT21より後の時刻BT12に開始し、
前記第２の領域を前記刺激に露出する工程の２回目を前
記時刻BT12より後の時刻BT22に開始するとともに、前記
DTP、CT11、CT21、BT12、およびBT22が式DTP〜＜BT12−
CT11、DTP〜＜BT22−CT21を満足することを特徴とする
ものである。 第３の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔を設定するものであり、前記流体状材料層を
刺激に曝す工程が、１層のうちの少なくとも一部は少な
くとも２回刺激に露出するものであり、その１回目を時
刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終了させるととも
に前記時刻T1、T2間の間隔が設定された前記所定の時間
間隔にほぼ等しいかそれより長いことを特徴とするもの
である。 第４の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔を設定するものであり、形成すべき層の少な
くとも１枚が少なくとも２つの領域を備えており、前記
流体状材料層を刺激に露出する工程がその層を少なくと
も２回刺激に露出するものであり、少なくとも1回目の
露出と2回目の露出が前記少なくとも2つの領域の少なく
とも１つ目と2つ目を刺激に露出するものであり、前記
少なくとも2回の露出によって刺激に露出される領域の
少なくとも１つの領域において、１回目の露出の終了と
２回目の露出の開始の間の時間が設定された前記所定の
時間間隔にほぼ等しいかそれより長いことを特徴とする
ものである。 第５の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔DTPを設定するものであり、前記流体状材料
層を刺激に露出する工程が、１層のうちの少なくとも一
点は少なくとも２回刺激に露出するものであり、２回目
の露出は１回目の露出の終了後設定された前記所定の時
間が経過した後行われ、１回目の露出は光ビームで前記
１層を第１の方向に走査することによって行われ、２回
目の露出は前記光ビームで前記１層を前記第１の方向と
異なる第２の方向に走査することによって行われ、前記
少なくとも一点は時刻T1に１回目の露出を受け、その時
刻T1からの時間間隔が設定された前記所定の時間間隔に
ほぼ等しいかそれより長い、時刻T２に（T 2-T1〜？DTP)
２回目の露出を受けることを特徴とするものである。 第６の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの装置を提供するものであり、その装置は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成するコ
ーティング手段、（２）その流体状材料層を刺激に露出
して、前記物体の前記形成済みの層に結合した次の層を
形成する露出手段、（３）前記コーティング手段と前記
露出手段を制御して、互いに結合した複数の層によって
前記物体を形成するようにプログラムされたコンピュー
タ、および（４）所定の時間間隔を利用するようにプロ
グラムされたコンピュータからなり、前記露出手段が、
１層のうちの少なくとも１つのエレメントは少なくとも
２回刺激に露出して形成し、その１回目を時刻T１に終
了させ、２回目を時刻T2に終了させるとともに前記時刻
T1、T2間の間隔が前記所定の時間間隔にほぼ等しいかそ
れより長くなるように制御されることを特徴とするもの
である。 第７の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの装置を提供するものであり、その装置は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成する流
体層形成手段、（２）前記物体の前記形成済みの層に結
合した次の層を形成する層形成手段、（３）互いに結合
した複数の層によって前記物体を形成するように前記流
体層形成手段と前記層形成手段を駆動する駆動手段、お
よび（４）所定の時間間隔を設定する時間設定手段から
なり、前記層形成手段が、１層のうちの少なくとも１つ
のエレメントは少なくとも２回刺激に露出して形成し、
その１回目を時刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終
了させるとともに前記時刻T1、T2間の間隔が前記所定の
時間間隔にほぼ等しいかそれより長くなるように駆動さ
れることを特徴とするものである。 さらに本発明は上記方法を実施する装置を提供するもの
である。 本発明のさらに他の特徴は添付の図面を参照して以下に
説明する本発明の実施の形態によって明らかになるであ
ろう。また本発明のさらに他の特徴は上述した各発明お
よびその他の発明を単独であるいは様々に組み合わせる
ことによって得られるものである。
の少なくとも一部を形成するための方法を提供するもの
であり、その方法は(1)その物体の形成済みの層の上に
流体状の材料の層を形成し、（２）その流体状材料層を
刺激に露出して、前記物体の前記形成済みの層に結合し
た次の層を形成し、（３）前記(1)と(２)の工程を繰り
返して、互いに結合した複数の層によって前記物体を形
成するとともに、（４）所定の時間間隔を設定するもの
であり、前記流体状材料層を刺激に露出する工程が、１
層のうちの少なくとも１つのエレメントは少なくとも２
回刺激に露出するものであり、２回目の露出は１回目の
露出の終了後少なくとも設定された前記所定の時間が経
過した後行われ、１回目の露出は光ビームで前記エレメ
ントを第１の方向に走査することによって行われ、２回
目の露出は前記光ビームで前記エレメントを前記第１の
方向と異なる第２の方向に走査することによって行われ
ること特徴とするものである。 第２の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔（DTP)を設定するものであり、形成すべき層
の少なくとも1枚が互いに隔離された少なくとも第1、第
２の領域を備えており、前記流体状材料層を刺激に露出
する工程がその層を少なくとも２回刺激に露出するもの
であり、前記第1の領域を前記刺激に露出する工程の１
回目を時刻CT11に終了させ、前記第２の領域を前記刺激
に露出する工程の１回目を前記時刻CT11より後の時刻CT
21に終了させ、前記第1の領域を前記刺激に露出する工
程の２回目を前記時刻CT21より後の時刻BT12に開始し、
前記第２の領域を前記刺激に露出する工程の２回目を前
記時刻BT12より後の時刻BT22に開始するとともに、前記
DTP、CT11、CT21、BT12、およびBT22が式DTP〜＜BT12−
CT11、DTP〜＜BT22−CT21を満足することを特徴とする
ものである。 第３の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔を設定するものであり、前記流体状材料層を
刺激に曝す工程が、１層のうちの少なくとも一部は少な
くとも２回刺激に露出するものであり、その１回目を時
刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終了させるととも
に前記時刻T1、T2間の間隔が設定された前記所定の時間
間隔にほぼ等しいかそれより長いことを特徴とするもの
である。 第４の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔を設定するものであり、形成すべき層の少な
くとも１枚が少なくとも２つの領域を備えており、前記
流体状材料層を刺激に露出する工程がその層を少なくと
も２回刺激に露出するものであり、少なくとも1回目の
露出と2回目の露出が前記少なくとも2つの領域の少なく
とも１つ目と2つ目を刺激に露出するものであり、前記
少なくとも2回の露出によって刺激に露出される領域の
少なくとも１つの領域において、１回目の露出の終了と
２回目の露出の開始の間の時間が設定された前記所定の
時間間隔にほぼ等しいかそれより長いことを特徴とする
ものである。 第５の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの方法を提供するものであり、その方法は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成し、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成し、（３）前
記(1)と(２)の工程を繰り返して、互いに結合した複数
の層によって前記物体を形成するとともに、（４）所定
の時間間隔DTPを設定するものであり、前記流体状材料
層を刺激に露出する工程が、１層のうちの少なくとも一
点は少なくとも２回刺激に露出するものであり、２回目
の露出は１回目の露出の終了後設定された前記所定の時
間が経過した後行われ、１回目の露出は光ビームで前記
１層を第１の方向に走査することによって行われ、２回
目の露出は前記光ビームで前記１層を前記第１の方向と
異なる第２の方向に走査することによって行われ、前記
少なくとも一点は時刻T1に１回目の露出を受け、その時
刻T1からの時間間隔が設定された前記所定の時間間隔に
ほぼ等しいかそれより長い、時刻T２に（T 2-T1〜？DTP)
２回目の露出を受けることを特徴とするものである。 第６の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの装置を提供するものであり、その装置は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成するコ
ーティング手段、（２）その流体状材料層を刺激に露出
して、前記物体の前記形成済みの層に結合した次の層を
形成する露出手段、（３）前記コーティング手段と前記
露出手段を制御して、互いに結合した複数の層によって
前記物体を形成するようにプログラムされたコンピュー
タ、および（４）所定の時間間隔を利用するようにプロ
グラムされたコンピュータからなり、前記露出手段が、
１層のうちの少なくとも１つのエレメントは少なくとも
２回刺激に露出して形成し、その１回目を時刻T１に終
了させ、２回目を時刻T2に終了させるとともに前記時刻
T1、T2間の間隔が前記所定の時間間隔にほぼ等しいかそ
れより長くなるように制御されることを特徴とするもの
である。 第７の発明は三次元物体の少なくとも一部を形成するた
めの装置を提供するものであり、その装置は(1)その物
体の形成済みの層の上に流体状の材料の層を形成する流
体層形成手段、（２）前記物体の前記形成済みの層に結
合した次の層を形成する層形成手段、（３）互いに結合
した複数の層によって前記物体を形成するように前記流
体層形成手段と前記層形成手段を駆動する駆動手段、お
よび（４）所定の時間間隔を設定する時間設定手段から
なり、前記層形成手段が、１層のうちの少なくとも１つ
のエレメントは少なくとも２回刺激に露出して形成し、
その１回目を時刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終
了させるとともに前記時刻T1、T2間の間隔が前記所定の
時間間隔にほぼ等しいかそれより長くなるように駆動さ
れることを特徴とするものである。 さらに本発明は上記方法を実施する装置を提供するもの
である。 本発明のさらに他の特徴は添付の図面を参照して以下に
説明する本発明の実施の形態によって明らかになるであ
ろう。また本発明のさらに他の特徴は上述した各発明お
よびその他の発明を単独であるいは様々に組み合わせる
ことによって得られるものである。
【０００４】
【発明の実施の形態】序論 図１、図２は本発明の方法を実施するのに望ましいステ
レオリソグラフィー装置（SLA)１０の一例を示す図であ
る。ステレオリソグラフィー装置の基本的な構成につい
ては上述のように、１９８６年３月１１日にHullに与え
られた米国特許４，５７５，３３０、１９９３年２月２
日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３０７、
１９９３年１月２６日にVorgitch等に与えられた米国特
許５，１８２，７１５に記載されている。図１、２に示
すように望ましいステレオリソグラフィー装置１０は物
体１６を形成する物体形成材料１４(例えば光重合性材
料)を保持する容器１２、昇降機駆動手段(図示せず)に
よって駆動される昇降機１８、昇降台２０、露光装置２
２、リコーティングバー駆動装置(図示せず)によって駆
動されるリコーティングバー２４、および物体データを
操作する(必要に応じて)とともに露光装置２２、昇降機
１８およびリコーティングバー２４を制御するコンピュ
ータからなっている。
レオリソグラフィー装置（SLA)１０の一例を示す図であ
る。ステレオリソグラフィー装置の基本的な構成につい
ては上述のように、１９８６年３月１１日にHullに与え
られた米国特許４，５７５，３３０、１９９３年２月２
日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３０７、
１９９３年１月２６日にVorgitch等に与えられた米国特
許５，１８２，７１５に記載されている。図１、２に示
すように望ましいステレオリソグラフィー装置１０は物
体１６を形成する物体形成材料１４(例えば光重合性材
料)を保持する容器１２、昇降機駆動手段(図示せず)に
よって駆動される昇降機１８、昇降台２０、露光装置２
２、リコーティングバー駆動装置(図示せず)によって駆
動されるリコーティングバー２４、および物体データを
操作する(必要に応じて)とともに露光装置２２、昇降機
１８およびリコーティングバー２４を制御するコンピュ
ータからなっている。
【０００５】望ましい走査装置の例が、１９９１年１０
月２２日にSpenceに与えられた米国特許５，０５８，９
８８、同じく１９９１年１０月２２日にSpence等に与え
られた米国特許５，０５９，０２１、１９９２年６月２
３日にAlimquist等に与えられた米国特許５，１２３，
７３４，１９９２年７月２８日にSpence等に与えられた
米国特許５，１３３，９８７、１９９８年１１月２４日
にPartanen等に与えられた米国特許５，８０４，２３９
等に記載されている。望ましい走査装置はレーザー、ビ
ームエクスパンダ(レーザー中に組み込まれたいともよ
いし、レーザーと別体でもよい)、およびXY方向に回転
するコンピュータ制御の一対の走査ミラー(モータ駆動
のものでもよいし、ガルバノメータ方式のものでもよ
い）からなっている。
月２２日にSpenceに与えられた米国特許５，０５８，９
８８、同じく１９９１年１０月２２日にSpence等に与え
られた米国特許５，０５９，０２１、１９９２年６月２
３日にAlimquist等に与えられた米国特許５，１２３，
７３４，１９９２年７月２８日にSpence等に与えられた
米国特許５，１３３，９８７、１９９８年１１月２４日
にPartanen等に与えられた米国特許５，８０４，２３９
等に記載されている。望ましい走査装置はレーザー、ビ
ームエクスパンダ(レーザー中に組み込まれたいともよ
いし、レーザーと別体でもよい)、およびXY方向に回転
するコンピュータ制御の一対の走査ミラー(モータ駆動
のものでもよいし、ガルバノメータ方式のものでもよ
い）からなっている。
【０００６】望ましいデータ走査制御装置は１９９３年
２月２日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３
０７、１９９４年６月１４日にSnead等に与えられた米
国特許５，３２１，６２２、１９９７年１月２８日にSm
alley等に与えられた米国特許５，５９７，５２０等に
記載されている。また望ましいリコーティング装置は１
９９９年５月１１日にAlmquist等に与えられた米国特許
５，９０２，５３７等に記載されており、リコーティン
グバー２４、調整された真空ポンプ２６、およびリコーテ
ィングバー２４と真空ポンプ２６を接続する真空回路２
８を備えている。ステレオリソグラフィー装置はその他
に液面制御装置、物体形成室、環境制御装置(例えば、温度
制御装置、安全装置、観察装置等)等を備えていてもよい。 本発明は、前述の要素のいくつかを欠いた装置、前述の要
素の全てを備えた装置および前述の要素の全ての他にさ
らに他の要素を有する装置のいずれを使用する物体形成
にも適用することができる。 本発明を適用することができるステレオリソグラフィー
装置はカリフォルニア州、バレンシアの3D Systems, Inc
から発売されている。例えば、３２５nmのレーザービーム
を発するHeCDレーザーを使用する装置、３５４nm のレー
ザービームを発する固体レーザーを使用する装置があ
る。望ましい物体形成材料としては、カリフォルニア州
ロスアンジェルスのCiba Specialty Chemicals製で、3D
Systems,Incから発売されている光重合性材料、例え
ば、SL5170、SL5190、SL5195、SL5220、SL5510、SL5520
がある。
２月２日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３
０７、１９９４年６月１４日にSnead等に与えられた米
国特許５，３２１，６２２、１９９７年１月２８日にSm
alley等に与えられた米国特許５，５９７，５２０等に
記載されている。また望ましいリコーティング装置は１
９９９年５月１１日にAlmquist等に与えられた米国特許
５，９０２，５３７等に記載されており、リコーティン
グバー２４、調整された真空ポンプ２６、およびリコーテ
ィングバー２４と真空ポンプ２６を接続する真空回路２
８を備えている。ステレオリソグラフィー装置はその他
に液面制御装置、物体形成室、環境制御装置(例えば、温度
制御装置、安全装置、観察装置等)等を備えていてもよい。 本発明は、前述の要素のいくつかを欠いた装置、前述の要
素の全てを備えた装置および前述の要素の全ての他にさ
らに他の要素を有する装置のいずれを使用する物体形成
にも適用することができる。 本発明を適用することができるステレオリソグラフィー
装置はカリフォルニア州、バレンシアの3D Systems, Inc
から発売されている。例えば、３２５nmのレーザービーム
を発するHeCDレーザーを使用する装置、３５４nm のレー
ザービームを発する固体レーザーを使用する装置があ
る。望ましい物体形成材料としては、カリフォルニア州
ロスアンジェルスのCiba Specialty Chemicals製で、3D
Systems,Incから発売されている光重合性材料、例え
ば、SL5170、SL5190、SL5195、SL5220、SL5510、SL5520
がある。
【０００７】ステレオリソグラフィー装置の一般的な作
用においては、材料のコーティング(材料の層)の形成と
そのコーティングの選択的硬化を交互に繰り返して複数
の互いに結合した層で物体を形成する。その工程は光重
合性材料１４の上面３０の下方に１層分の厚みだけ昇降
台２０を沈めた状態で始めるのが普通である。光重合性
材料のコーティングを刺激ビーム(例えば、紫外線)に選
択的に露出して露出された部分の材料を所望の深さまで
硬化させて昇降台２０にくっついた最初の硬化層を形成
する。その最初の硬化層は形成すべき物体の最初の断面
に対応するものでもよいし、支持体(例えば、形成される
物体を昇降台２０に付着させるための)に対応するもの
でもよい。この最初の硬化層の形成後、昇降台２０とその
昇降台２０に付着した最初の硬化層を１層の正味の厚さ
分だけ材料内に沈める。 材料が一般に粘性が高くまた各層が非常に薄い(例えば
０．０２５ｍｍから０．２５０ｍｍ）ため、材料は容易
には直前に硬化された層の上にコーティングを形成しな
い。その場合には、リコーティング装置によって樹脂の
表面(ワーク面）上あるいはそれよりわずか上を掃いて、
あらたなコーティングの形成を助けるようにしてもよ
い。そのコーティング形成工程はリコーティング装置を
１回ないし複数回所望の速度で掃引することによって行
ってもよい。この２枚目のコーティング(材料層)の形成
後、この２枚目の層の一部を、形成すべき物体の２枚目
の断面を表すデータにしたがって刺激に露出することに
よって硬化させる。なお、１枚のコーティングの残りの
部分を形成している間に既に形成した部分の刺激への露
出を行ってもよい。このようなコーティング形成、硬化工
程を繰り返して図２に示すように複数の互いに結合した
層３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４によって
物体１６を形成する。 ステレオリソグラフィー装置は複数の物体を一度に形成
するように構成することもできる。このときその複数の
物体はコピー、すなわち同形状同サイズのものであって
もよいし、形状もしくはサイズが異なるものでもよいし、
形状もしくはサイズが異なるものと同形状同サイズのも
のが混在していてもよい。例え、そのステレオリソグラフ
ィー装置が単一の物体を形成するものであっても、その
物体の形状によっては複数の互いに隔離された領域から
なる断面が存在する場合もある。液体容器の面積が一般
に一度に形成される物体の数とサイズを決定する。もち
ろん、Z方向に物体を重ねることはできるが。硬化工程は
一般にベクトルの種類で分類することのできる様々な領
域の硬化を含んでいる。輪郭ベクトル、ハッチベクトル、
フィルベクトルを使用することはよく知られており、ま
た前述の公報の多くに、例えば、１９９４年６月１４日に
Snead等に与えられた米国特許５，３２１，６２２に記
載されている。用語「ベクトル」と「ライン」はしばし
ば相互に交換可能に使用される。特に硬化済みの材料部
分を言うときに相互に交換可能に使用される場合が多
い。また「ベクトル」が供給されたデータを主として指
す場合もあるし、「ライン」が硬化された部分を主とし
て指すこともある。 簡単にいえば「輪郭」はある断面のある面積を囲む境の
領域である。その面積は断面全体であってもよいし、断面
の一部であってもよい。輪郭は上向き(上方に面する)の
断面領域、下向き(下方に面する）の断面領域、および延
長断面領域(上も下も塞がっている領域)を囲むと定義し
てもよい。輪郭ベクトルは１回あるいは複数回露出して
もよいし、オフセットして１回あるいは複数回露出して
もよいし、全然露出しなくともよい。 「スキンフィル」、「フィル」あるいは「スキン」は、
一般に上あるいは下に向いていて中実な表面領域を形成
するように完全に露出される領域である、断面の外側部
分である。「ハッチ」は延長部分あるいは輪郭内に存在
し、下向きあるいは上向きの外側領域には存在する場合
も存在しない場合もある。ハッチは一連のライン、点露出
(すなわち弾丸）、タイリングパターン、もしくは他の露
出パターンからなるものでよい。ハッチパターンは輪郭
領域を完全に硬化させるものでもよいし、部分的に硬化
させるものでもよい。ハッチパターンおよびスキンパタ
ーンは化さない露出であっても、交差露出であっても、繰
り返し露出であってもよい。ハッチやフィルは輪郭から
離れていてもよい。特にハッチやフィルは最初に露出さ
れる輪郭から離れていてもよい。
用においては、材料のコーティング(材料の層)の形成と
そのコーティングの選択的硬化を交互に繰り返して複数
の互いに結合した層で物体を形成する。その工程は光重
合性材料１４の上面３０の下方に１層分の厚みだけ昇降
台２０を沈めた状態で始めるのが普通である。光重合性
材料のコーティングを刺激ビーム(例えば、紫外線)に選
択的に露出して露出された部分の材料を所望の深さまで
硬化させて昇降台２０にくっついた最初の硬化層を形成
する。その最初の硬化層は形成すべき物体の最初の断面
に対応するものでもよいし、支持体(例えば、形成される
物体を昇降台２０に付着させるための)に対応するもの
でもよい。この最初の硬化層の形成後、昇降台２０とその
昇降台２０に付着した最初の硬化層を１層の正味の厚さ
分だけ材料内に沈める。 材料が一般に粘性が高くまた各層が非常に薄い(例えば
０．０２５ｍｍから０．２５０ｍｍ）ため、材料は容易
には直前に硬化された層の上にコーティングを形成しな
い。その場合には、リコーティング装置によって樹脂の
表面(ワーク面）上あるいはそれよりわずか上を掃いて、
あらたなコーティングの形成を助けるようにしてもよ
い。そのコーティング形成工程はリコーティング装置を
１回ないし複数回所望の速度で掃引することによって行
ってもよい。この２枚目のコーティング(材料層)の形成
後、この２枚目の層の一部を、形成すべき物体の２枚目
の断面を表すデータにしたがって刺激に露出することに
よって硬化させる。なお、１枚のコーティングの残りの
部分を形成している間に既に形成した部分の刺激への露
出を行ってもよい。このようなコーティング形成、硬化工
程を繰り返して図２に示すように複数の互いに結合した
層３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４によって
物体１６を形成する。 ステレオリソグラフィー装置は複数の物体を一度に形成
するように構成することもできる。このときその複数の
物体はコピー、すなわち同形状同サイズのものであって
もよいし、形状もしくはサイズが異なるものでもよいし、
形状もしくはサイズが異なるものと同形状同サイズのも
のが混在していてもよい。例え、そのステレオリソグラフ
ィー装置が単一の物体を形成するものであっても、その
物体の形状によっては複数の互いに隔離された領域から
なる断面が存在する場合もある。液体容器の面積が一般
に一度に形成される物体の数とサイズを決定する。もち
ろん、Z方向に物体を重ねることはできるが。硬化工程は
一般にベクトルの種類で分類することのできる様々な領
域の硬化を含んでいる。輪郭ベクトル、ハッチベクトル、
フィルベクトルを使用することはよく知られており、ま
た前述の公報の多くに、例えば、１９９４年６月１４日に
Snead等に与えられた米国特許５，３２１，６２２に記
載されている。用語「ベクトル」と「ライン」はしばし
ば相互に交換可能に使用される。特に硬化済みの材料部
分を言うときに相互に交換可能に使用される場合が多
い。また「ベクトル」が供給されたデータを主として指
す場合もあるし、「ライン」が硬化された部分を主とし
て指すこともある。 簡単にいえば「輪郭」はある断面のある面積を囲む境の
領域である。その面積は断面全体であってもよいし、断面
の一部であってもよい。輪郭は上向き(上方に面する)の
断面領域、下向き(下方に面する）の断面領域、および延
長断面領域(上も下も塞がっている領域)を囲むと定義し
てもよい。輪郭ベクトルは１回あるいは複数回露出して
もよいし、オフセットして１回あるいは複数回露出して
もよいし、全然露出しなくともよい。 「スキンフィル」、「フィル」あるいは「スキン」は、
一般に上あるいは下に向いていて中実な表面領域を形成
するように完全に露出される領域である、断面の外側部
分である。「ハッチ」は延長部分あるいは輪郭内に存在
し、下向きあるいは上向きの外側領域には存在する場合
も存在しない場合もある。ハッチは一連のライン、点露出
(すなわち弾丸）、タイリングパターン、もしくは他の露
出パターンからなるものでよい。ハッチパターンは輪郭
領域を完全に硬化させるものでもよいし、部分的に硬化
させるものでもよい。ハッチパターンおよびスキンパタ
ーンは化さない露出であっても、交差露出であっても、繰
り返し露出であってもよい。ハッチやフィルは輪郭から
離れていてもよい。特にハッチやフィルは最初に露出さ
れる輪郭から離れていてもよい。
【０００８】ある分類方式(例えば、１９９４年６月１４
日にSnead等に与えられた米国特許５，３２１，６２２
に記載されているもの)においては、物体の各層は（１）
下向き領域、(２)上向き領域、(３)延長領域(下向きでも
上向きでもない領域)のいずれか一つ以上を含む。この方
式では下記の８種類のベクトルが使用されると考えられ
るが、他のベクトルを使用することもできる。 下向き輪郭：物体の下向き領域を囲む輪郭 上向き輪郭：物体の上向き領域を囲む輪郭 延長輪郭：物体の下向きでも上向きでもない領域を囲む
輪郭。 下向きハッチ：下向き輪郭内の露出ライン。このライン
は互いに離れていても接近していてもよく、また同一方
向に延びていても異なる方向に延びていてもよい。 上向きハッチ：上向き輪郭内の露出ライン。このライン
は互いに離れていても接近していてもよく、また同一方
向に延びていても異なる方向に延びていてもよい。 延長ハッチ：延長輪郭内の露出ライン。このラインは互
いに離れていても接近していてもよく、また同一方向に
延びていても異なる方向に延びていてもよい。 下向きスキン/フィル：下向き輪郭内の、硬化した材料
の連続した領域を形成するように接近して配された露出
ライン。
日にSnead等に与えられた米国特許５，３２１，６２２
に記載されているもの)においては、物体の各層は（１）
下向き領域、(２)上向き領域、(３)延長領域(下向きでも
上向きでもない領域)のいずれか一つ以上を含む。この方
式では下記の８種類のベクトルが使用されると考えられ
るが、他のベクトルを使用することもできる。 下向き輪郭：物体の下向き領域を囲む輪郭 上向き輪郭：物体の上向き領域を囲む輪郭 延長輪郭：物体の下向きでも上向きでもない領域を囲む
輪郭。 下向きハッチ：下向き輪郭内の露出ライン。このライン
は互いに離れていても接近していてもよく、また同一方
向に延びていても異なる方向に延びていてもよい。 上向きハッチ：上向き輪郭内の露出ライン。このライン
は互いに離れていても接近していてもよく、また同一方
向に延びていても異なる方向に延びていてもよい。 延長ハッチ：延長輪郭内の露出ライン。このラインは互
いに離れていても接近していてもよく、また同一方向に
延びていても異なる方向に延びていてもよい。 下向きスキン/フィル：下向き輪郭内の、硬化した材料
の連続した領域を形成するように接近して配された露出
ライン。
【０００９】上向きスキン/フィル：上向き輪郭内の、
硬化した材料の連続した領域を形成するように接近して
配された露出ライン。
硬化した材料の連続した領域を形成するように接近して
配された露出ライン。
【００１０】まとめれば、下向き輪郭、下向きハッチお
よび下向きフィルは物体の下向き領域を形成する。上向
き輪郭、上向きハッチおよび上向きフィルは物体の上向
き領域を形成する。延長輪郭および延長ハッチは物体の
延長領域を形成する。 他の領域特定、ベクトル種類生成方式は、１９９３年２
月２日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３０
７、１９９３年５月１１日にSmalley等に与えられた米
国特許５，２０９，８７８、１９９３年８月２４日にVi
nson等に与えられた米国特許５，２３８，６３９、１９
９７年１月２８日にSmalley等に与えられた米国特許
５，５９７，５２０、１９９７年４月３日発行のPCT公
報WO97/11837（Leyden等）、１９９８年１１月１９日発
行のPCT公報WO98/51478（Nguyen)等の前述の公報の多く
に記載されている。その方式のうちのあるものにおいて
は、指定の数が減る。例えば、(１)外向き領域と延長領域
のみの範囲を指定し、下向き領域と上向き領域は外向き
領域にまとめられる、（２）全てのフィルの形式を一本
化する、（３）上向きハッチと下向きハッチを一本化す
るあるいは３種類のハッチを一本化する。他の方式にお
いては、１９９３年２月２日にHull等に与えられた米国
特許５，１８４，３０７に記載されているように、下向
き領域と上向き領域の一方又は両方を平坦領域と平坦に
近い領域に分けるなどして、指定数が増える。 他の領域特定方式においては、各層の輪郭領域のどの部
分が外側に面しているかもしくはその層の内部に位置す
るかが特定されることになる。内側の輪郭はその層の物
体部分によって両側を仕切られ、外側の輪郭はその層の
物体部分によって一方の側を仕切られ、非物体部分によ
って他方の側を仕切られる。外向き輪郭領域は最初の断
面の輪郭(すなわち、輪郭を下向き輪郭領域、上向き輪
郭領域、延長輪郭領域に分ける前に存在する断面の輪郭
領域）に結び付けられ、１９９４年６月１４日にSnead等
に与えられた米国特許５，３２１，６２２および１９９
７年１月２８日にSmalley等に与えられた米国特許５，
５９７，５２０に記載されている。 材料を刺激に露出するには様々な硬化技術を使用するこ
とができる。例えば、輪郭を最初に露出し、その輪郭の内
側をハッチベクトルやフィルベクトルで露出してもよ
い。これは輪郭の内側の領域をレーザービームで１回又
は複数回走査することによって行ってよいが、２回の走
査によるのが望ましい。２回の走査による場合は異なる
方向、特に互いに直角な方向に走査するのが望ましい。こ
の場合、１回目の走査ではレーザービームで物体断面を
第１の方向に走査し、２回目の走査ではレーザービーム
で物体断面を第２の方向(一般に第１の方向に直角)に走
査する。その断面の上と下の断面との位置関係に応じ
て、その断面の全体あるいは一部をフィルベクトル等に
よってさらに何回か走査してもよい。 あるいは先ずハッチベクトルで１回ないし数回走査した
後、必要に応じてフィルベクトルで走査し、最後に輪郭ベ
クトルで走査するようにしてもよい。あるいは、先ずハッ
チベクトルで一方向に１回だけ走査した後、輪郭ベクト
ルで走査し、次に一回めとは異なる方向にハッチベクト
ルで２回目の走査を行い、最後にフィルベクトルで走査
するようにしてもよい。 さらに、輪郭ベクトルやフィルベクトルでの複数回の走
査が望ましい場合もある。その場合にフィルベクトルで
の走査の方向は毎回同じでもよいし、異なっていてもよ
い。また輪郭ベクトルでの走査も毎回ずれていてもよい。
またフィルベクトルのみを使用し、ハッチベクトルを使
用しなくともよいし、逆にハッチベクトルのみを使用し、
フィルベクトルを使用しなくともよい。この場合、輪郭ベ
クトルを全く使用しなくともよいし、１回または複数回
使用してもよい。 さらには一定の方向または異なる方向へのラスター露出
を使用してもよいし、ベクトル露出とラスター露出を組
み合わせて使用してもよい。またハッチやフィルは内方
または外方に螺旋状をなすようなパターンで露出しても
よいし、輪郭をたどるようなパターンで露出してもよい。 例えば、一定の方向または異なる方向への１回または複
数回のハッチベクトルによる走査、１回または複数回の
輪郭ベクトルによる走査、および一定の方向または異な
る方向への１回または複数回のフィルベクトルによる走
査を様々な順に行ってよいとすれば、上述の例からきわ
めて多様な硬化方法を導くことができる。選択した順番
は同じ形式のベクトルによる走査を終わってから他の形
式のベクトルによる走査を行うというようにしてもよい
し、同じ形式のベクトルによる複数回の走査の間に他の
一つまたは複数の形式のベクトルによる走査を挟むよう
にしてもよい。 また１枚の層を露光するのに複数のサイズの異なる光ビ
ームを使用することもできる。一つまたは複数の輪郭ベ
クトルに対して比較的狭いビーム(例えば小径のビーム)
を使用してもよい。その比較的狭いビームとは約０．５
００mm(０．０２０インチ)より細いビームであり、望ま
しくは約０．３８０mm(０．０１５インチ)より細いビー
ムである。比較的広いビームをいくつかの輪郭ベクトル
にたいして使用し、他の輪郭ベクトルに対して比較的狭
いビームを使用するようにしてもよい。その比較的広い
ビームとは約０．３８０mm(０．０１５インチ)より太い
ビームであり、望ましくは約０．５００mm(０．０２０イ
ンチ)より太いビームである。その比較的広いビームは上
述の比較的狭いビームより広いのが望ましい。ハッチベ
クトルおよびフィルベクトルは比較的狭いビームを使用
してもよいし、比較的広いビームを使用してもよいし、あ
るいは両者を組み合わせて使用してもよい。またそれら
のどれを使用するかはその層のサイズや形状に依存す
る。 さらにマスクとフラッド露光によって硬化させてもよい
し、DMD等の透過型あるいは反射型のライトバルブを使用
して硬化させてもよい。 さらにある断面の一部を露光した後時間的な間(遅延時
間)をおいてから残りの輪郭ベクトル、ハッチベクト
ル、フィルベクトルによる露光の一部または全部を行う
ようにしてもよい。この遅延時間は、レーザービームに
よって直前に硬化された領域の化学的結合の形成と冷却
のいずれか一方あるいは両方によって特に生ずる収縮の
ための時間として使用することができる。 また、その遅延時間は様々な方法および装置を使用して
様々に決定することができる。その遅延時間はユーザー
によって各物体の形成毎にあるいは物体の部分によって
定めてもよいし、ユーザーが変えるまでは一定であるよ
うにしてもよい。さらに遅延時間は次のような変数の少
なくとも一つに応じて決定するようにしてもよい。 （１）材料の種類、材料によっては操作と操作の間に他
の材料よりも長い遅延時間を必要とするものある。 （２）ステレオリソグラフィー装置の昇降台の面積に依
存する断面の最大面積。
よび下向きフィルは物体の下向き領域を形成する。上向
き輪郭、上向きハッチおよび上向きフィルは物体の上向
き領域を形成する。延長輪郭および延長ハッチは物体の
延長領域を形成する。 他の領域特定、ベクトル種類生成方式は、１９９３年２
月２日にHull等に与えられた米国特許５，１８４，３０
７、１９９３年５月１１日にSmalley等に与えられた米
国特許５，２０９，８７８、１９９３年８月２４日にVi
nson等に与えられた米国特許５，２３８，６３９、１９
９７年１月２８日にSmalley等に与えられた米国特許
５，５９７，５２０、１９９７年４月３日発行のPCT公
報WO97/11837（Leyden等）、１９９８年１１月１９日発
行のPCT公報WO98/51478（Nguyen)等の前述の公報の多く
に記載されている。その方式のうちのあるものにおいて
は、指定の数が減る。例えば、(１)外向き領域と延長領域
のみの範囲を指定し、下向き領域と上向き領域は外向き
領域にまとめられる、（２）全てのフィルの形式を一本
化する、（３）上向きハッチと下向きハッチを一本化す
るあるいは３種類のハッチを一本化する。他の方式にお
いては、１９９３年２月２日にHull等に与えられた米国
特許５，１８４，３０７に記載されているように、下向
き領域と上向き領域の一方又は両方を平坦領域と平坦に
近い領域に分けるなどして、指定数が増える。 他の領域特定方式においては、各層の輪郭領域のどの部
分が外側に面しているかもしくはその層の内部に位置す
るかが特定されることになる。内側の輪郭はその層の物
体部分によって両側を仕切られ、外側の輪郭はその層の
物体部分によって一方の側を仕切られ、非物体部分によ
って他方の側を仕切られる。外向き輪郭領域は最初の断
面の輪郭(すなわち、輪郭を下向き輪郭領域、上向き輪
郭領域、延長輪郭領域に分ける前に存在する断面の輪郭
領域）に結び付けられ、１９９４年６月１４日にSnead等
に与えられた米国特許５，３２１，６２２および１９９
７年１月２８日にSmalley等に与えられた米国特許５，
５９７，５２０に記載されている。 材料を刺激に露出するには様々な硬化技術を使用するこ
とができる。例えば、輪郭を最初に露出し、その輪郭の内
側をハッチベクトルやフィルベクトルで露出してもよ
い。これは輪郭の内側の領域をレーザービームで１回又
は複数回走査することによって行ってよいが、２回の走
査によるのが望ましい。２回の走査による場合は異なる
方向、特に互いに直角な方向に走査するのが望ましい。こ
の場合、１回目の走査ではレーザービームで物体断面を
第１の方向に走査し、２回目の走査ではレーザービーム
で物体断面を第２の方向(一般に第１の方向に直角)に走
査する。その断面の上と下の断面との位置関係に応じ
て、その断面の全体あるいは一部をフィルベクトル等に
よってさらに何回か走査してもよい。 あるいは先ずハッチベクトルで１回ないし数回走査した
後、必要に応じてフィルベクトルで走査し、最後に輪郭ベ
クトルで走査するようにしてもよい。あるいは、先ずハッ
チベクトルで一方向に１回だけ走査した後、輪郭ベクト
ルで走査し、次に一回めとは異なる方向にハッチベクト
ルで２回目の走査を行い、最後にフィルベクトルで走査
するようにしてもよい。 さらに、輪郭ベクトルやフィルベクトルでの複数回の走
査が望ましい場合もある。その場合にフィルベクトルで
の走査の方向は毎回同じでもよいし、異なっていてもよ
い。また輪郭ベクトルでの走査も毎回ずれていてもよい。
またフィルベクトルのみを使用し、ハッチベクトルを使
用しなくともよいし、逆にハッチベクトルのみを使用し、
フィルベクトルを使用しなくともよい。この場合、輪郭ベ
クトルを全く使用しなくともよいし、１回または複数回
使用してもよい。 さらには一定の方向または異なる方向へのラスター露出
を使用してもよいし、ベクトル露出とラスター露出を組
み合わせて使用してもよい。またハッチやフィルは内方
または外方に螺旋状をなすようなパターンで露出しても
よいし、輪郭をたどるようなパターンで露出してもよい。 例えば、一定の方向または異なる方向への１回または複
数回のハッチベクトルによる走査、１回または複数回の
輪郭ベクトルによる走査、および一定の方向または異な
る方向への１回または複数回のフィルベクトルによる走
査を様々な順に行ってよいとすれば、上述の例からきわ
めて多様な硬化方法を導くことができる。選択した順番
は同じ形式のベクトルによる走査を終わってから他の形
式のベクトルによる走査を行うというようにしてもよい
し、同じ形式のベクトルによる複数回の走査の間に他の
一つまたは複数の形式のベクトルによる走査を挟むよう
にしてもよい。 また１枚の層を露光するのに複数のサイズの異なる光ビ
ームを使用することもできる。一つまたは複数の輪郭ベ
クトルに対して比較的狭いビーム(例えば小径のビーム)
を使用してもよい。その比較的狭いビームとは約０．５
００mm(０．０２０インチ)より細いビームであり、望ま
しくは約０．３８０mm(０．０１５インチ)より細いビー
ムである。比較的広いビームをいくつかの輪郭ベクトル
にたいして使用し、他の輪郭ベクトルに対して比較的狭
いビームを使用するようにしてもよい。その比較的広い
ビームとは約０．３８０mm(０．０１５インチ)より太い
ビームであり、望ましくは約０．５００mm(０．０２０イ
ンチ)より太いビームである。その比較的広いビームは上
述の比較的狭いビームより広いのが望ましい。ハッチベ
クトルおよびフィルベクトルは比較的狭いビームを使用
してもよいし、比較的広いビームを使用してもよいし、あ
るいは両者を組み合わせて使用してもよい。またそれら
のどれを使用するかはその層のサイズや形状に依存す
る。 さらにマスクとフラッド露光によって硬化させてもよい
し、DMD等の透過型あるいは反射型のライトバルブを使用
して硬化させてもよい。 さらにある断面の一部を露光した後時間的な間(遅延時
間)をおいてから残りの輪郭ベクトル、ハッチベクト
ル、フィルベクトルによる露光の一部または全部を行う
ようにしてもよい。この遅延時間は、レーザービームに
よって直前に硬化された領域の化学的結合の形成と冷却
のいずれか一方あるいは両方によって特に生ずる収縮の
ための時間として使用することができる。 また、その遅延時間は様々な方法および装置を使用して
様々に決定することができる。その遅延時間はユーザー
によって各物体の形成毎にあるいは物体の部分によって
定めてもよいし、ユーザーが変えるまでは一定であるよ
うにしてもよい。さらに遅延時間は次のような変数の少
なくとも一つに応じて決定するようにしてもよい。 （１）材料の種類、材料によっては操作と操作の間に他
の材料よりも長い遅延時間を必要とするものある。 （２）ステレオリソグラフィー装置の昇降台の面積に依
存する断面の最大面積。
【００１１】（３）直前に形成された断面の面積あるい
は一連の断面の最大面積あるいは平均面積。 （４）レーザーのパワー （５）走査速度 （６）レーザー光線の形状 （７）ビームサイズ （８）面露光率 （９）樹脂の測定温度あるいは計算温度 これらの変数に応じた遅延時間は実験的に定めてもよい
し、可能ならば自動的に定めてもよい。また遅延時間は上
述の変数あるいは他の変数に関係なく予め定めた時間で
あってもよい。 遅延時間の経過はクロックに基づいて判断する必要は必
ずしもなく、時間の経過を反映する他のパラメータ（例
えば、走査の長さ、温度の変化等）に基づいて判断しても
よい。さらに遅延時間の経過は観察される収縮、観察され
る光学的特性、層の温度等の条件に応じて判断してもよ
い。例えば収縮を観察して収縮の停止またはあるレベル
への低下を目安にしてもよい。またカメラ等の光学的あ
るいは電子光学的な装置を使用して光学的な評価をして
もよい。例えば、サーマルカメラを使用して材料容器内
で露出が行われたかどうかを決定し、次いで通常のカメ
ラやセンサーを使用して所定の領域に焦点を合わせ、あ
る光学的特性（例えば、屈折率）の変化を見たり、特定
の光学的特性のパラメータを見たりしてもよい。 遅延時間中にレーザービームのプロファイル等のオーバ
ーヘッド操作を実行して、１層あたりに要する時間を短
縮することもできる。そのようなオーバーヘッド操作の
替わりにあるいはオーバーヘッド操作に加えて、遅延時
間中に輪郭の露光を行い１層あたりに要する時間を短縮
することもできる。 さらに昇降台の上で形成する物体を追加して遅延時間中
にその追加した物体を形成するようにしてもよい。さら
に昇降台の上で形成する物体を追加して、メインの物体
のハッチベクトルによる走査の間にその追加の物体の走
査を行うことによってハッチベクトルによる走査と走査
の間に遅延時間が経過するようにしてもよい。異なるサ
イズの複数の追加の物体を用意して、走査と走査の間の
遅延時間を適切に変えるようにすることも考えられる。 本発明は、光重合性材料を硬化させる際の歪の発生の問
題を解決して高精度の物体を形成する方法を提供するも
のである。また本発明は、平坦な層を使用するステレオ
リソグラフィーと分割した層を使用するステレオリソグ
ラフィーの両方に関わるものである。上述のように、本発
明の方法は他のラピッドプロトタイピングにも歪を小さ
くするとともに物体の形成速度を上げるのに適用するこ
とができる。 本発明は、歪を小さくするとともに物体形成時間を短く
する技術を提供する。その技術は層を部分的に露光し
（刺激に露出し）、遅延時間を置き、次いで完全に露光す
るものである。層が完全に露光された後に時間を置くの
ではなく、露光と露光の間に遅延時間を置くことによっ
て、歪を大きくする次の露光の前に、冷却あるいは化学
的結合の形成による収縮を停止あるいは緩くすることが
できる。また最初の露光では直前の硬化済みの層に材料
がくっつかないようにし、次の露光によってくっつくよ
うにするのが望ましい。このように最初の露光では直前
の硬化済みの層に材料がくっつかないようにすること
は、次の露光の前に遅延時間をおくことと相俟って、歪
制御において今までに無かった多大な効果を奏する。 次に本発明の望ましい実施の形態について以上述べた予
備情報と背景に立脚して説明する。以下の実施の形態に
おける見出しは説明を読み易くするためのものであり、
本発明を以下の実施の形態に限定しようとするものでは
ない。第１の実施の形態 第１の実施の形態は昇降台上に単一の物体を形成するも
のである。ハッチベクトルによる最初のレーザービーム
の走査はX軸に沿って行われる。この回の走査の終了後１
５秒の遅延時間が始まる。遅延時間の経過後Y軸に沿った
ハッチベクトルによる走査が行われる。この実施の形態
が図３のフローチャートに示されている。図４を参照し
て第１の実施の形態をさらに詳細に説明する。図４はス
テレオリソグラフィーによって形成される物体９８の側
面図である。複数の水平な層を形成する関係上、図４に
は垂直軸Zと一方の水平軸Xが示されている。図示のよう
に物体９８は７枚の層１００から１０６を備えている。
各層は輪郭領域Bと、ハッチ領域Hもしくはフィル領域F
を備えている。この物体９８は以下の全ての実施の形態
全体にわたって各実施の形態の特徴を説明するのに使用
される。物体９８はまた標準的なステレオリソグラフィ
ーの、本発明の理解を用意とする上に必要と思われる典
型的な部分を説明するのにも使用される。 先ず層１０３の形成に注目して本発明の方法を説明す
る。第１の実施の形態の説明（以下の実施の形態および
変更例の説明も同様に）は物体の延長領域の形成に適用
されるものである。延長領域は硬化済みの層に下側が接
し、次の層に上側が接している。この実施の形態の説明
は上向き領域あるいは下向き領域の形成には適用されな
い。 層１０３を形成する際には、先ず０．１００mm（０．０
０４インチ）厚の液体層が用意される。この工程で使用
することができる技術の例は上述の米国特許５，１７
４，９３１（１９９２年１２月２９日、Almquist等）、
米国特許出願０８／７９０，００５（１９９７年１月２
８日、Almquist等）に記載されている。その液体層が形
成された後、領域エレメント１１０が描かれる。（図
３、ステップ５０）この領域エレメント１１０は層の輪
郭をなすものでベクトル露光によって形成するのが一般
的である。このラインの硬化深さは直前に硬化した層に
くっつけるのに充分な深さとし、約０．２３０mm（０．
００９インチ）とする。本明細書では特に断りの無い限
り、露光量（他の露光が生じないと考えての露光量）は
硬化深さで示す。米国特許５，１８４，３０７（１９９
３年２月２日、Hull等）に記載されているように、この
外側輪郭は、材料の硬化ラインの幅の約半分（約０．１
２５mm、０．００５インチ）だけ内側にライン幅補正す
るのが望ましい。 次に、ハッチベクトル１１２による１回目の露光をX軸
に平行に行う。（図３、ステップ５２）このベクトルは
輪郭の内側に描かれ、両端がライン幅補正された位置か
らライン幅（例えば、約０．２５０mm、０．０１０イン
チ）の半分より大きく後退しているのが望ましい。この
後退はハッチベクトルが輪郭に接触しないようにするの
が望ましい。このハッチベクトルの輪郭ベクトルからの
後退は米国特許５，３２１，６２２（１９９４年６月１
４日、Snead等）に記載されている。このベクトルの硬化
深さは層の厚み（例えば、約０．０７５mm、０．００３
インチ）より僅かに小さいのが望ましい。 X軸に沿ったハッチベクトルによる走査の終了後、例え
ば１５秒間の遅延時間が始まる。（図３、ステップ５
４）前述のように、この遅延時間の間に、硬化した材料
が収縮したり、硬化工程で発生した熱が発散したりす
る。第１の組のベクトルの上に第２の組のベクトルが直
ちに描かれると、第１の組のベクトルが以前として収縮
し冷却している影響に第２の組のベクトルの収縮と放熱
の影響が加わることになる。したがって、上記遅延時間
によって収縮と放熱による残留応力が減少し、その部分
の歪が少なくなる。 遅延時間の経過後、やはり輪郭ベクトルの内側におい
て、ハッチベクトルによる２回目の走査がY軸に平行な
方向に行われる。（図３、ステップ５６）この場合のハ
ッチベクトルの両端も１回目のハッチベクトルと同じだ
け輪郭ベクトルから後退させるのが望ましい。このベク
トルの硬化深さは層の厚みより僅かに大きい（例えば、
約０．１２５mm、０．００５インチ）のが望ましい。こ
のベクトルはX軸に沿ったベクトルと一部重なるため、
両者が重なる点での合計硬化深さは層の厚みより、下の
層と適切に結合するのに充分な分だけ大きいものとなる
（例えば、約０．０７５mm、０．００３インチ）。
は一連の断面の最大面積あるいは平均面積。 （４）レーザーのパワー （５）走査速度 （６）レーザー光線の形状 （７）ビームサイズ （８）面露光率 （９）樹脂の測定温度あるいは計算温度 これらの変数に応じた遅延時間は実験的に定めてもよい
し、可能ならば自動的に定めてもよい。また遅延時間は上
述の変数あるいは他の変数に関係なく予め定めた時間で
あってもよい。 遅延時間の経過はクロックに基づいて判断する必要は必
ずしもなく、時間の経過を反映する他のパラメータ（例
えば、走査の長さ、温度の変化等）に基づいて判断しても
よい。さらに遅延時間の経過は観察される収縮、観察され
る光学的特性、層の温度等の条件に応じて判断してもよ
い。例えば収縮を観察して収縮の停止またはあるレベル
への低下を目安にしてもよい。またカメラ等の光学的あ
るいは電子光学的な装置を使用して光学的な評価をして
もよい。例えば、サーマルカメラを使用して材料容器内
で露出が行われたかどうかを決定し、次いで通常のカメ
ラやセンサーを使用して所定の領域に焦点を合わせ、あ
る光学的特性（例えば、屈折率）の変化を見たり、特定
の光学的特性のパラメータを見たりしてもよい。 遅延時間中にレーザービームのプロファイル等のオーバ
ーヘッド操作を実行して、１層あたりに要する時間を短
縮することもできる。そのようなオーバーヘッド操作の
替わりにあるいはオーバーヘッド操作に加えて、遅延時
間中に輪郭の露光を行い１層あたりに要する時間を短縮
することもできる。 さらに昇降台の上で形成する物体を追加して遅延時間中
にその追加した物体を形成するようにしてもよい。さら
に昇降台の上で形成する物体を追加して、メインの物体
のハッチベクトルによる走査の間にその追加の物体の走
査を行うことによってハッチベクトルによる走査と走査
の間に遅延時間が経過するようにしてもよい。異なるサ
イズの複数の追加の物体を用意して、走査と走査の間の
遅延時間を適切に変えるようにすることも考えられる。 本発明は、光重合性材料を硬化させる際の歪の発生の問
題を解決して高精度の物体を形成する方法を提供するも
のである。また本発明は、平坦な層を使用するステレオ
リソグラフィーと分割した層を使用するステレオリソグ
ラフィーの両方に関わるものである。上述のように、本発
明の方法は他のラピッドプロトタイピングにも歪を小さ
くするとともに物体の形成速度を上げるのに適用するこ
とができる。 本発明は、歪を小さくするとともに物体形成時間を短く
する技術を提供する。その技術は層を部分的に露光し
（刺激に露出し）、遅延時間を置き、次いで完全に露光す
るものである。層が完全に露光された後に時間を置くの
ではなく、露光と露光の間に遅延時間を置くことによっ
て、歪を大きくする次の露光の前に、冷却あるいは化学
的結合の形成による収縮を停止あるいは緩くすることが
できる。また最初の露光では直前の硬化済みの層に材料
がくっつかないようにし、次の露光によってくっつくよ
うにするのが望ましい。このように最初の露光では直前
の硬化済みの層に材料がくっつかないようにすること
は、次の露光の前に遅延時間をおくことと相俟って、歪
制御において今までに無かった多大な効果を奏する。 次に本発明の望ましい実施の形態について以上述べた予
備情報と背景に立脚して説明する。以下の実施の形態に
おける見出しは説明を読み易くするためのものであり、
本発明を以下の実施の形態に限定しようとするものでは
ない。第１の実施の形態 第１の実施の形態は昇降台上に単一の物体を形成するも
のである。ハッチベクトルによる最初のレーザービーム
の走査はX軸に沿って行われる。この回の走査の終了後１
５秒の遅延時間が始まる。遅延時間の経過後Y軸に沿った
ハッチベクトルによる走査が行われる。この実施の形態
が図３のフローチャートに示されている。図４を参照し
て第１の実施の形態をさらに詳細に説明する。図４はス
テレオリソグラフィーによって形成される物体９８の側
面図である。複数の水平な層を形成する関係上、図４に
は垂直軸Zと一方の水平軸Xが示されている。図示のよう
に物体９８は７枚の層１００から１０６を備えている。
各層は輪郭領域Bと、ハッチ領域Hもしくはフィル領域F
を備えている。この物体９８は以下の全ての実施の形態
全体にわたって各実施の形態の特徴を説明するのに使用
される。物体９８はまた標準的なステレオリソグラフィ
ーの、本発明の理解を用意とする上に必要と思われる典
型的な部分を説明するのにも使用される。 先ず層１０３の形成に注目して本発明の方法を説明す
る。第１の実施の形態の説明（以下の実施の形態および
変更例の説明も同様に）は物体の延長領域の形成に適用
されるものである。延長領域は硬化済みの層に下側が接
し、次の層に上側が接している。この実施の形態の説明
は上向き領域あるいは下向き領域の形成には適用されな
い。 層１０３を形成する際には、先ず０．１００mm（０．０
０４インチ）厚の液体層が用意される。この工程で使用
することができる技術の例は上述の米国特許５，１７
４，９３１（１９９２年１２月２９日、Almquist等）、
米国特許出願０８／７９０，００５（１９９７年１月２
８日、Almquist等）に記載されている。その液体層が形
成された後、領域エレメント１１０が描かれる。（図
３、ステップ５０）この領域エレメント１１０は層の輪
郭をなすものでベクトル露光によって形成するのが一般
的である。このラインの硬化深さは直前に硬化した層に
くっつけるのに充分な深さとし、約０．２３０mm（０．
００９インチ）とする。本明細書では特に断りの無い限
り、露光量（他の露光が生じないと考えての露光量）は
硬化深さで示す。米国特許５，１８４，３０７（１９９
３年２月２日、Hull等）に記載されているように、この
外側輪郭は、材料の硬化ラインの幅の約半分（約０．１
２５mm、０．００５インチ）だけ内側にライン幅補正す
るのが望ましい。 次に、ハッチベクトル１１２による１回目の露光をX軸
に平行に行う。（図３、ステップ５２）このベクトルは
輪郭の内側に描かれ、両端がライン幅補正された位置か
らライン幅（例えば、約０．２５０mm、０．０１０イン
チ）の半分より大きく後退しているのが望ましい。この
後退はハッチベクトルが輪郭に接触しないようにするの
が望ましい。このハッチベクトルの輪郭ベクトルからの
後退は米国特許５，３２１，６２２（１９９４年６月１
４日、Snead等）に記載されている。このベクトルの硬化
深さは層の厚み（例えば、約０．０７５mm、０．００３
インチ）より僅かに小さいのが望ましい。 X軸に沿ったハッチベクトルによる走査の終了後、例え
ば１５秒間の遅延時間が始まる。（図３、ステップ５
４）前述のように、この遅延時間の間に、硬化した材料
が収縮したり、硬化工程で発生した熱が発散したりす
る。第１の組のベクトルの上に第２の組のベクトルが直
ちに描かれると、第１の組のベクトルが以前として収縮
し冷却している影響に第２の組のベクトルの収縮と放熱
の影響が加わることになる。したがって、上記遅延時間
によって収縮と放熱による残留応力が減少し、その部分
の歪が少なくなる。 遅延時間の経過後、やはり輪郭ベクトルの内側におい
て、ハッチベクトルによる２回目の走査がY軸に平行な
方向に行われる。（図３、ステップ５６）この場合のハ
ッチベクトルの両端も１回目のハッチベクトルと同じだ
け輪郭ベクトルから後退させるのが望ましい。このベク
トルの硬化深さは層の厚みより僅かに大きい（例えば、
約０．１２５mm、０．００５インチ）のが望ましい。こ
のベクトルはX軸に沿ったベクトルと一部重なるため、
両者が重なる点での合計硬化深さは層の厚みより、下の
層と適切に結合するのに充分な分だけ大きいものとなる
（例えば、約０．０７５mm、０．００３インチ）。
【００１２】次に最初の輪郭の内側にもう１本の輪郭が
ハッチベクトルと最初の輪郭の間の隙間を埋めるように
描かれる。（図３、ステップ５８）この内側の輪郭は輪
郭ベクトルの幅の約半分だけ最初の輪郭のライン幅補正
位置からずらし、両輪郭が例えば約０．１２５mm（０．
００５インチ）だけ重なるようにする。この２本目の輪
郭の硬化深さは層の厚みより僅かに小さく（例えば約
０．０７５mm、０．００３インチ）てよい。あるいは、
この２本目の輪郭の硬化深さは下の層にくっつけるのに
充分なものとしてもよい（この場合には形成時間が長く
なる）。 層１０３の形成と露光に使用するのに望ましいパラメー
タを下記表１に示す。
ハッチベクトルと最初の輪郭の間の隙間を埋めるように
描かれる。（図３、ステップ５８）この内側の輪郭は輪
郭ベクトルの幅の約半分だけ最初の輪郭のライン幅補正
位置からずらし、両輪郭が例えば約０．１２５mm（０．
００５インチ）だけ重なるようにする。この２本目の輪
郭の硬化深さは層の厚みより僅かに小さく（例えば約
０．０７５mm、０．００３インチ）てよい。あるいは、
この２本目の輪郭の硬化深さは下の層にくっつけるのに
充分なものとしてもよい（この場合には形成時間が長く
なる）。 層１０３の形成と露光に使用するのに望ましいパラメー
タを下記表１に示す。
【表５】 層１０３の走査の終了後、層１０４を形成するための液
体層の形成が始められる。後の層の形成は層１０３と同
じ方法で行ってもよいし、異なる方法で行ってもよい。
他の層形成方法の例を以下に説明する。 第１の実施の形態で説明した方法、および以下の実施の
形態および変更例で説明する方法は、互いに重なる複数
のハッチ露光やスキンフィル露光で形成することができ
る上向き領域や下向き領域にも適用することができる。
遅延時間はその複数の露光の間どこに入れてもよい。変更例 第１の実施の形態および以下に説明する他の実施の形態
においてはパラメータは上述の例に限られるものではな
く、他のパラメータを使用することもできる。この項で
述べる変更例は第1の実施の形態および以下に説明する
実施の形態や他の変更例のいずれにも適用することがで
きる。 例えば、層の厚みは0．100mm（0．004インチ）より小さ
くとも大きくともよい。言い換えれば、連続する2枚の層
の同じ位置間で（例えば上面間で）測定した層の厚みは
実用できる限りどんな値でもよい。層の厚みは所望の解
像度をもたらすようにいかようにも設定することができ
る。 層の厚みを変えると他のパラメータ、例えば、ベクトル
の種類に応じて使用される硬化深さ、を変更しなければ
ならない場合が生じる。必要なパラメータの調整は本明
細書にしたがって当業者には明白であり、実験的に容易
に決定できる。また、遅延時間も15秒より長くても短く
てもよく、どのような時間としてもよい。遅延時間の望
ましい長さは序論において述べたような様々なファクタ
ーに基づいて設定してもよいし、前述したようなフィー
ドバック機構によって物体形成中に自動的に設定しても
よい。 またハッチベクトルはその始端あるいは終端のみで輪郭
から離してもよい。さらに、ハッチベクトルはその側縁
が輪郭ベクトルに接しないように輪郭から離してもよい
し離さなくてもよい。この離す量はベクトル間で変えて
もよいし、何回目の走査であるかによって変えてもよい
し、層によって変えてもよいし、また層ないの領域によ
って変えてもよい。 また第1の実施の形態では複数の輪郭を用いたが、輪郭
を単一としてもよい。例えば、層の硬化を第1の組のハッ
チで始め、遅延時間の経過後、第2の組のハッチによる
走査をし、最後に輪郭の露光をしてもよい。この場合に
は、1回目のハッチでは層が下の層にくっつかないよう
にするのが望ましい。また輪郭を単一とする場合に、層
の硬化をハッチで始め、遅延時間の経過後、輪郭の露光
をしてもよい。この場合にも、ハッチでは層が下の層に
くっつかないようにするのが望ましい。 この最後の例でもわかるように、ハッチを１回だけとし
てもよい。ハッチを１回だけとする場合には、層の硬化
を外側の輪郭から始め、その輪郭の露光はその層を下の
層にくっつけるようなものとし、その次にその輪郭から
離して１回のハッチによる露光を行う。このハッチによ
る露光はその層を下の層や描いたばかりの輪郭にくっつ
けないようなものとする。そのハッチによる露光の後に
遅延時間をおき、外側の輪郭およびハッチの両方にくっ
つくように内側の輪郭を描く。この内側の輪郭は下の層
にくっついてもくっつかなくてもよい。ハッチを１回だ
けとする他の例では、層の硬化を内側の輪郭から始め、
この内側の輪郭は下の層にくっつかないようにし、次に
ハッチによる１回の露光を行う。このハッチによる露光
はその層を下の層にはくっつけないようなものとし、描
いたばかりの輪郭にはくっつけてもくっつけなくてもよ
い。そのハッチによる露光の後に遅延時間をおき、外側
の輪郭を下の層にくっつくように描く。この変更例によ
れば、層でなければくっつかない輪郭を一つの位置もし
くは複数の位置でくっつけることを可能にする。複数の
位置でくっつける場合には、その位置が形成中の断面の
反対側に位置しないのが望ましい。 複数の輪郭を使用する場合には、その複数の輪郭は互い
に完全に重なってもよいし、その輪郭の幅の何分の一
か、正確にその輪郭の一幅分かあるいは一幅分以上ずれ
てもよい。またその場合、内側の輪郭から先に描いても
よい。この内側の輪郭の硬化深さは層の厚みより僅かに
小さい程度でよいが、必ずしもそれに限らない。次にハ
ッチベクトルを描いてもよいが、そのハッチベクトルは
両端で内側輪郭に接触してもよいし、終端と始端のいず
れか一方のみで内側輪郭に接触してもよいし、全く内側
輪郭に接触しなくてもよい。次に１本または複数本の外
側輪郭を描いてもよい。複数の外側輪郭は互いに全く接
触しないかほとんど接触しないようにずれていてもよい
し、少なくとも一部が重なっていてもよい。 内側と外側の輪郭を描いた後にその間に１本ないし複数
本の中間輪郭を描いてもよい。またハッチベクトルの全
てまたは一部を輪郭を描く前に描いてもよいし、複数の
輪郭の何本かを描いた後に描いてもよいし、あるいは全
ての輪郭を描き終わった後に描いてもよい。これは、輪
郭の少なくとも１本を遅延時間中に描く可能性にもつな
がる。実際、各エレメントのハッチベクトルによる１回
目と２回目の露光を続けて行ってもよいし、その間に、
他の一種類ないし複数種類のベクトルによる露光を行っ
てもよい。もし必要ならば、あるいは望ましければ、ハ
ッチベクトルによる露光が終わった後に、あるいはハッ
チベクトルによる露光の合間にフィルベクトルによる露
光を行ってもよい。このようにハッチベクトルによる露
光、フィルベクトルによる露光、遅延時間および輪郭ベ
クトルによる露光の順番を入れ替えてもよい。 さらには、輪郭ベクトルを全く使わないというような他
の変更例も考えられる。この場合、最初の組のハッチベ
クトルが、硬化深さが層の厚み以上（直前の層に接触あ
るいはくっつくのに充分）である点を１つあるいは２つ
以上持っているのが望ましい。しかしながら、最初の組
のハッチベクトルの硬化深さが層の厚みより小さい場合
には、最初の組のハッチベクトルの硬化深さと２番目の
組のハッチベクトルの硬化深さの合計がその層を直前の
層にくっつけるのに充分であるのが望ましい。場合によ
っては形成される層を直前の層にくっつける必要がない
ことがあり、その場合は正味の硬化深さが層の厚みより
小さくてもよい。 また最初の組のハッチベクトルによる走査はX軸に平行
である必要はなくどの方向に行ってもよい。またこのハ
ッチベクトルの硬化深さは所望の層厚に等しくても、そ
れより大きくても小さくてもよい。一般には、硬化深さ
が層厚より大きいと形成される層が直前の層にくっつ
き、材料が拘束されずに収縮することができなくなる。
しかしながら、材料と露光の組み合わせによっては、最
初の露光による硬化深さが層厚より大きくても、拘束さ
れない材料の収縮がある程度起き、物体のひずみが少な
くなることも考えられる。 もちろん、第２の組のハッチベクトルによる走査は最初
の組のハッチベクトルによる走査の方向に垂直である必
要はなくどの方向に行ってもよい。またこのハッチベク
トルの硬化深さも所望の層厚に等しくても、それより大
きくても小さくてもよい。したがって、１回目と２回目
のハッチベクトルによる走査の効果深さの合計は所望の
層厚に等しい場合も、それより大きい場合もても小さい
場合もある。その合計硬化深さが層厚より小さい場合に
は、その部分を何本化の間隔の広いハッチベクトルによ
って直前の層にリベット（リベットについては１９９２
年４月１４日にHull等に与えられた米国特許５，１０
４，５９２に記載がある）留めするのが有効であること
もある。また経験的には、合計の硬化深さが層厚以上で
なければ形成される層が下の層にくっつかないのが普通
であるが、材料と放射線の組み合わせによっては合計の
硬化深さが層厚より小さくても形成される層が下の層に
くっつく場合があると考えられる。 またハッチベクトルによる走査を３回以上行うことも可
能であるし、１回だけにすることも可能である。例え
ば、上向き領域や下向き領域にはハッチベクトルによる
１回の走査を使用することができ、この場合、スキンフ
ィルベクトルによる走査を１回、ハッチベクトルによる
走査の後に遅延時間をおいて行ってもよい。また、他の
変更例では、ハッチベクトルによる走査を一方向とし、
その替わりにハッチベクトルによる走査を２回に分け
る。１回目には一本おきのハッチベクトルを走査し、２
回目には、間のハッチベクトルを走査する。第２の実施の形態 第２の実施の形態は単一の昇降台の上で複数個の物体を
形成する場合と１個ないし複数個の物体を複数の断面エ
レメントで形成する場合に第１の実施の形態を適用した
ものである。この場合は、第１の実施の形態で説明した
方法を単純に各物体もしくは各エレメントに順に適用す
る。第１の実施の形態で層１０３に用いた硬化深さ、ラ
イン幅補正量、ずれ量を本実施の形態における物体やエ
レメントに等しく用いることができる。これは形成中の
それぞれの物体あるいは断面エレメントが延長領域のみ
を形成する過程にあると仮定してのものである。第２の
実施の形態は図５のフローチャートに示されている。
体層の形成が始められる。後の層の形成は層１０３と同
じ方法で行ってもよいし、異なる方法で行ってもよい。
他の層形成方法の例を以下に説明する。 第１の実施の形態で説明した方法、および以下の実施の
形態および変更例で説明する方法は、互いに重なる複数
のハッチ露光やスキンフィル露光で形成することができ
る上向き領域や下向き領域にも適用することができる。
遅延時間はその複数の露光の間どこに入れてもよい。変更例 第１の実施の形態および以下に説明する他の実施の形態
においてはパラメータは上述の例に限られるものではな
く、他のパラメータを使用することもできる。この項で
述べる変更例は第1の実施の形態および以下に説明する
実施の形態や他の変更例のいずれにも適用することがで
きる。 例えば、層の厚みは0．100mm（0．004インチ）より小さ
くとも大きくともよい。言い換えれば、連続する2枚の層
の同じ位置間で（例えば上面間で）測定した層の厚みは
実用できる限りどんな値でもよい。層の厚みは所望の解
像度をもたらすようにいかようにも設定することができ
る。 層の厚みを変えると他のパラメータ、例えば、ベクトル
の種類に応じて使用される硬化深さ、を変更しなければ
ならない場合が生じる。必要なパラメータの調整は本明
細書にしたがって当業者には明白であり、実験的に容易
に決定できる。また、遅延時間も15秒より長くても短く
てもよく、どのような時間としてもよい。遅延時間の望
ましい長さは序論において述べたような様々なファクタ
ーに基づいて設定してもよいし、前述したようなフィー
ドバック機構によって物体形成中に自動的に設定しても
よい。 またハッチベクトルはその始端あるいは終端のみで輪郭
から離してもよい。さらに、ハッチベクトルはその側縁
が輪郭ベクトルに接しないように輪郭から離してもよい
し離さなくてもよい。この離す量はベクトル間で変えて
もよいし、何回目の走査であるかによって変えてもよい
し、層によって変えてもよいし、また層ないの領域によ
って変えてもよい。 また第1の実施の形態では複数の輪郭を用いたが、輪郭
を単一としてもよい。例えば、層の硬化を第1の組のハッ
チで始め、遅延時間の経過後、第2の組のハッチによる
走査をし、最後に輪郭の露光をしてもよい。この場合に
は、1回目のハッチでは層が下の層にくっつかないよう
にするのが望ましい。また輪郭を単一とする場合に、層
の硬化をハッチで始め、遅延時間の経過後、輪郭の露光
をしてもよい。この場合にも、ハッチでは層が下の層に
くっつかないようにするのが望ましい。 この最後の例でもわかるように、ハッチを１回だけとし
てもよい。ハッチを１回だけとする場合には、層の硬化
を外側の輪郭から始め、その輪郭の露光はその層を下の
層にくっつけるようなものとし、その次にその輪郭から
離して１回のハッチによる露光を行う。このハッチによ
る露光はその層を下の層や描いたばかりの輪郭にくっつ
けないようなものとする。そのハッチによる露光の後に
遅延時間をおき、外側の輪郭およびハッチの両方にくっ
つくように内側の輪郭を描く。この内側の輪郭は下の層
にくっついてもくっつかなくてもよい。ハッチを１回だ
けとする他の例では、層の硬化を内側の輪郭から始め、
この内側の輪郭は下の層にくっつかないようにし、次に
ハッチによる１回の露光を行う。このハッチによる露光
はその層を下の層にはくっつけないようなものとし、描
いたばかりの輪郭にはくっつけてもくっつけなくてもよ
い。そのハッチによる露光の後に遅延時間をおき、外側
の輪郭を下の層にくっつくように描く。この変更例によ
れば、層でなければくっつかない輪郭を一つの位置もし
くは複数の位置でくっつけることを可能にする。複数の
位置でくっつける場合には、その位置が形成中の断面の
反対側に位置しないのが望ましい。 複数の輪郭を使用する場合には、その複数の輪郭は互い
に完全に重なってもよいし、その輪郭の幅の何分の一
か、正確にその輪郭の一幅分かあるいは一幅分以上ずれ
てもよい。またその場合、内側の輪郭から先に描いても
よい。この内側の輪郭の硬化深さは層の厚みより僅かに
小さい程度でよいが、必ずしもそれに限らない。次にハ
ッチベクトルを描いてもよいが、そのハッチベクトルは
両端で内側輪郭に接触してもよいし、終端と始端のいず
れか一方のみで内側輪郭に接触してもよいし、全く内側
輪郭に接触しなくてもよい。次に１本または複数本の外
側輪郭を描いてもよい。複数の外側輪郭は互いに全く接
触しないかほとんど接触しないようにずれていてもよい
し、少なくとも一部が重なっていてもよい。 内側と外側の輪郭を描いた後にその間に１本ないし複数
本の中間輪郭を描いてもよい。またハッチベクトルの全
てまたは一部を輪郭を描く前に描いてもよいし、複数の
輪郭の何本かを描いた後に描いてもよいし、あるいは全
ての輪郭を描き終わった後に描いてもよい。これは、輪
郭の少なくとも１本を遅延時間中に描く可能性にもつな
がる。実際、各エレメントのハッチベクトルによる１回
目と２回目の露光を続けて行ってもよいし、その間に、
他の一種類ないし複数種類のベクトルによる露光を行っ
てもよい。もし必要ならば、あるいは望ましければ、ハ
ッチベクトルによる露光が終わった後に、あるいはハッ
チベクトルによる露光の合間にフィルベクトルによる露
光を行ってもよい。このようにハッチベクトルによる露
光、フィルベクトルによる露光、遅延時間および輪郭ベ
クトルによる露光の順番を入れ替えてもよい。 さらには、輪郭ベクトルを全く使わないというような他
の変更例も考えられる。この場合、最初の組のハッチベ
クトルが、硬化深さが層の厚み以上（直前の層に接触あ
るいはくっつくのに充分）である点を１つあるいは２つ
以上持っているのが望ましい。しかしながら、最初の組
のハッチベクトルの硬化深さが層の厚みより小さい場合
には、最初の組のハッチベクトルの硬化深さと２番目の
組のハッチベクトルの硬化深さの合計がその層を直前の
層にくっつけるのに充分であるのが望ましい。場合によ
っては形成される層を直前の層にくっつける必要がない
ことがあり、その場合は正味の硬化深さが層の厚みより
小さくてもよい。 また最初の組のハッチベクトルによる走査はX軸に平行
である必要はなくどの方向に行ってもよい。またこのハ
ッチベクトルの硬化深さは所望の層厚に等しくても、そ
れより大きくても小さくてもよい。一般には、硬化深さ
が層厚より大きいと形成される層が直前の層にくっつ
き、材料が拘束されずに収縮することができなくなる。
しかしながら、材料と露光の組み合わせによっては、最
初の露光による硬化深さが層厚より大きくても、拘束さ
れない材料の収縮がある程度起き、物体のひずみが少な
くなることも考えられる。 もちろん、第２の組のハッチベクトルによる走査は最初
の組のハッチベクトルによる走査の方向に垂直である必
要はなくどの方向に行ってもよい。またこのハッチベク
トルの硬化深さも所望の層厚に等しくても、それより大
きくても小さくてもよい。したがって、１回目と２回目
のハッチベクトルによる走査の効果深さの合計は所望の
層厚に等しい場合も、それより大きい場合もても小さい
場合もある。その合計硬化深さが層厚より小さい場合に
は、その部分を何本化の間隔の広いハッチベクトルによ
って直前の層にリベット（リベットについては１９９２
年４月１４日にHull等に与えられた米国特許５，１０
４，５９２に記載がある）留めするのが有効であること
もある。また経験的には、合計の硬化深さが層厚以上で
なければ形成される層が下の層にくっつかないのが普通
であるが、材料と放射線の組み合わせによっては合計の
硬化深さが層厚より小さくても形成される層が下の層に
くっつく場合があると考えられる。 またハッチベクトルによる走査を３回以上行うことも可
能であるし、１回だけにすることも可能である。例え
ば、上向き領域や下向き領域にはハッチベクトルによる
１回の走査を使用することができ、この場合、スキンフ
ィルベクトルによる走査を１回、ハッチベクトルによる
走査の後に遅延時間をおいて行ってもよい。また、他の
変更例では、ハッチベクトルによる走査を一方向とし、
その替わりにハッチベクトルによる走査を２回に分け
る。１回目には一本おきのハッチベクトルを走査し、２
回目には、間のハッチベクトルを走査する。第２の実施の形態 第２の実施の形態は単一の昇降台の上で複数個の物体を
形成する場合と１個ないし複数個の物体を複数の断面エ
レメントで形成する場合に第１の実施の形態を適用した
ものである。この場合は、第１の実施の形態で説明した
方法を単純に各物体もしくは各エレメントに順に適用す
る。第１の実施の形態で層１０３に用いた硬化深さ、ラ
イン幅補正量、ずれ量を本実施の形態における物体やエ
レメントに等しく用いることができる。これは形成中の
それぞれの物体あるいは断面エレメントが延長領域のみ
を形成する過程にあると仮定してのものである。第２の
実施の形態は図５のフローチャートに示されている。
【００１３】第１の断面エレメント（第１の物体）の外
側輪郭を先ず形成する。（図５、ステップ１２０）次に
遅延時間を間に挟んで（図５、ステップ１２４）、第１
の断面エレメント（第１の物体）の１回目と２回目のハ
ッチベクトルによる露光を行う。（図５、ステップ１２
２，１２６）次に、第１の断面エレメント（第１の物
体）の内側輪郭を形成する。（図５、ステップ１２８） 第１の断面エレメント（第１の物体）の走査が終了する
と、第２の断面エレメント（第２の物体）の外側輪郭の
走査が始められる。（図５、ステップ１３０）次に遅延
時間を間に挟んで（図５、ステップ１３４）、第２の断
面エレメント（第２の物体）の１回目と２回目のハッチ
ベクトルによる露光を行う。（図５、ステップ１３２，
１３６）次に、第２の断面エレメント（第２の物体）の
内側輪郭を形成する。（図５、ステップ１３８） この工程を昇降台上の各断面エレメント（物体）に対し
て繰り返すのが望ましいが、この方法を物体の層の一部
にのみ使用する方が望ましい場合もある。 前述のように、この方法は互いに重なる複数のハッチ露
光やスキンフィル露光によって形成される下向き領域や
上向き領域にも適用することができる。遅延時間はその
複数の露光の間のどこに入れてもよい。第３の実施の形態 第３の実施の形態も単一の昇降台の上で複数個の物体を
形成する場合と１個ないし複数個の物体を複数の断面エ
レメントで形成する場合に第１の実施の形態を適用した
ものである。第１の実施の形態で層１０３に用いた硬化
深さ、ライン幅補正量、ずれ量を本実施の形態における
物体やエレメントに等しく用いることができる。これは
形成中のそれぞれの物体あるいは断面エレメントが延長
領域のみを形成する過程にあると仮定してのものであ
る。 第３の実施の形態の第１の形態が図６に示されている。
第１の断面エレメント（第１の物体）の外側輪郭を先ず
露光し（図６、ステップ１５０）、次に第２の断面エレ
メント（第２の物体）の外側輪郭を露光する（図６、ス
テップ１５２）。次に、第１の断面エレメント（第１の
物体）の１回目のハッチベクトルによる露光を行い（図
６、ステップ１５４）、第２の断面エレメント（第２の
物体）の１回目のハッチベクトルによる露光を行う（図
６、ステップ１５６）。その後、遅延時間をおいてから
（図６、ステップ１５８）、第１の断面エレメント（第
１の物体）の２回目のハッチベクトルによる露光を行い
（図６、ステップ１６０）、第２の断面エレメント（第
２の物体）の２回目のハッチベクトルによる露光を行う
（図６、ステップ１６２）。次に、第１の断面エレメン
ト（第１の物体）の内側輪郭を露光し（図６、ステップ
１６４）、第２の断面エレメント（第２の物体）の内側
輪郭を露光する（図６、ステップ１６６）。
側輪郭を先ず形成する。（図５、ステップ１２０）次に
遅延時間を間に挟んで（図５、ステップ１２４）、第１
の断面エレメント（第１の物体）の１回目と２回目のハ
ッチベクトルによる露光を行う。（図５、ステップ１２
２，１２６）次に、第１の断面エレメント（第１の物
体）の内側輪郭を形成する。（図５、ステップ１２８） 第１の断面エレメント（第１の物体）の走査が終了する
と、第２の断面エレメント（第２の物体）の外側輪郭の
走査が始められる。（図５、ステップ１３０）次に遅延
時間を間に挟んで（図５、ステップ１３４）、第２の断
面エレメント（第２の物体）の１回目と２回目のハッチ
ベクトルによる露光を行う。（図５、ステップ１３２，
１３６）次に、第２の断面エレメント（第２の物体）の
内側輪郭を形成する。（図５、ステップ１３８） この工程を昇降台上の各断面エレメント（物体）に対し
て繰り返すのが望ましいが、この方法を物体の層の一部
にのみ使用する方が望ましい場合もある。 前述のように、この方法は互いに重なる複数のハッチ露
光やスキンフィル露光によって形成される下向き領域や
上向き領域にも適用することができる。遅延時間はその
複数の露光の間のどこに入れてもよい。第３の実施の形態 第３の実施の形態も単一の昇降台の上で複数個の物体を
形成する場合と１個ないし複数個の物体を複数の断面エ
レメントで形成する場合に第１の実施の形態を適用した
ものである。第１の実施の形態で層１０３に用いた硬化
深さ、ライン幅補正量、ずれ量を本実施の形態における
物体やエレメントに等しく用いることができる。これは
形成中のそれぞれの物体あるいは断面エレメントが延長
領域のみを形成する過程にあると仮定してのものであ
る。 第３の実施の形態の第１の形態が図６に示されている。
第１の断面エレメント（第１の物体）の外側輪郭を先ず
露光し（図６、ステップ１５０）、次に第２の断面エレ
メント（第２の物体）の外側輪郭を露光する（図６、ス
テップ１５２）。次に、第１の断面エレメント（第１の
物体）の１回目のハッチベクトルによる露光を行い（図
６、ステップ１５４）、第２の断面エレメント（第２の
物体）の１回目のハッチベクトルによる露光を行う（図
６、ステップ１５６）。その後、遅延時間をおいてから
（図６、ステップ１５８）、第１の断面エレメント（第
１の物体）の２回目のハッチベクトルによる露光を行い
（図６、ステップ１６０）、第２の断面エレメント（第
２の物体）の２回目のハッチベクトルによる露光を行う
（図６、ステップ１６２）。次に、第１の断面エレメン
ト（第１の物体）の内側輪郭を露光し（図６、ステップ
１６４）、第２の断面エレメント（第２の物体）の内側
輪郭を露光する（図６、ステップ１６６）。
【００１４】図７に示す第３の実施の形態のより望まし
い第２の形態においては、第１の断面エレメント（第１
の物体）１回目のハッチベクトルによる走査が終わった
後に遅延時間をおく。（図７、ステップ１８６）この形
態では、第１の断面エレメント（第１の物体）の外側輪
郭を先ず露光し（図７、ステップ１８０）、次に第２の
断面エレメント（第２の物体）の外側輪郭を露光する
（図７、ステップ１８２）。次に、第１の断面エレメン
ト（第１の物体）の１回目のハッチベクトルによる露光
を行った後（図７、ステップ１８４）、遅延時間を開始
させる（図７、ステップ１８６）と同時に第２の断面エ
レメント（第２の物体）の１回目のハッチベクトルによ
る露光を開始する（図７、ステップ１８８）。遅延時間
の経過後、第１の断面エレメント（第１の物体）の２回
目のハッチベクトルによる露光を行い（図７、ステップ
１９４）、第２の断面エレメント（第２の物体）の２回
目のハッチベクトルによる露光を行う（図７、ステップ
１９６）。次に、第１の断面エレメント（第１の物体）
の内側輪郭を露光し（図７、ステップ１９８）、第２の
断面エレメント（第２の物体）の内側輪郭を露光する
（図７、ステップ２００）。ステップ１９０，１９２は
第２の断面エレメント（第２の物体）の１回目のハッチ
ベクトルによる露光後、遅延時間が経過したかどうかを
チェックするものである。 下記の表２に示すように、この形態は第１の断面エレメ
ント以外の断面エレメントに対する遅延時間が不充分に
なる可能性がある。例えば、遅延時間が１５秒であり、
第１の断面エレメントの走査に３秒を要し、第２の断面
エレメントの走査に７秒を要するとすると、第２の断面
エレメントに対する実効的な遅延時間は１１秒だけであ
る。この第２の断面エレメントに対する実効的な遅延時
間は第２の断面エレメントのハッチベクトルによる１回
めの走査の終了から第２の断面エレメントのハッチベク
トルによる２回めの走査の開始までの時間として表２に
示されている。
い第２の形態においては、第１の断面エレメント（第１
の物体）１回目のハッチベクトルによる走査が終わった
後に遅延時間をおく。（図７、ステップ１８６）この形
態では、第１の断面エレメント（第１の物体）の外側輪
郭を先ず露光し（図７、ステップ１８０）、次に第２の
断面エレメント（第２の物体）の外側輪郭を露光する
（図７、ステップ１８２）。次に、第１の断面エレメン
ト（第１の物体）の１回目のハッチベクトルによる露光
を行った後（図７、ステップ１８４）、遅延時間を開始
させる（図７、ステップ１８６）と同時に第２の断面エ
レメント（第２の物体）の１回目のハッチベクトルによ
る露光を開始する（図７、ステップ１８８）。遅延時間
の経過後、第１の断面エレメント（第１の物体）の２回
目のハッチベクトルによる露光を行い（図７、ステップ
１９４）、第２の断面エレメント（第２の物体）の２回
目のハッチベクトルによる露光を行う（図７、ステップ
１９６）。次に、第１の断面エレメント（第１の物体）
の内側輪郭を露光し（図７、ステップ１９８）、第２の
断面エレメント（第２の物体）の内側輪郭を露光する
（図７、ステップ２００）。ステップ１９０，１９２は
第２の断面エレメント（第２の物体）の１回目のハッチ
ベクトルによる露光後、遅延時間が経過したかどうかを
チェックするものである。 下記の表２に示すように、この形態は第１の断面エレメ
ント以外の断面エレメントに対する遅延時間が不充分に
なる可能性がある。例えば、遅延時間が１５秒であり、
第１の断面エレメントの走査に３秒を要し、第２の断面
エレメントの走査に７秒を要するとすると、第２の断面
エレメントに対する実効的な遅延時間は１１秒だけであ
る。この第２の断面エレメントに対する実効的な遅延時
間は第２の断面エレメントのハッチベクトルによる１回
めの走査の終了から第２の断面エレメントのハッチベク
トルによる２回めの走査の開始までの時間として表２に
示されている。
【表６】 ここである断面エレメントに対しては遅延時間が長すぎ
ることになり、層の形成時間を延長することになりかね
ない他の時間配分について考える。例えば、遅延時間が
また１５秒であり、第１の断面エレメントの走査に７秒
を要し、第２の断面エレメントの走査に３秒を要すると
すると、第２の断面エレメントに対する実効的な遅延時
間は１９秒となる。この第２の断面エレメントに対する
実効的な遅延時間は第２の断面エレメントのハッチベク
トルによる１回めの走査の終了から第２の断面エレメン
トのハッチベクトルによる２回めの走査の開始までの時
間として下記表３に示されている。この表３に示すよう
な時間配分によると、層形成に要する時間は表２による
場合が３１秒であるのに対して、３５秒になる。
ることになり、層の形成時間を延長することになりかね
ない他の時間配分について考える。例えば、遅延時間が
また１５秒であり、第１の断面エレメントの走査に７秒
を要し、第２の断面エレメントの走査に３秒を要すると
すると、第２の断面エレメントに対する実効的な遅延時
間は１９秒となる。この第２の断面エレメントに対する
実効的な遅延時間は第２の断面エレメントのハッチベク
トルによる１回めの走査の終了から第２の断面エレメン
トのハッチベクトルによる２回めの走査の開始までの時
間として下記表３に示されている。この表３に示すよう
な時間配分によると、層形成に要する時間は表２による
場合が３１秒であるのに対して、３５秒になる。
【表７】 ユーザーの好みあるいは製品の用途によっては、形成時
間を短くして、全ての物体に対する遅延時間を適切な遅
延時間より短くしたほうが望ましい場合もあるし、形成
時間を長くして、全ての物体に対して適切な遅延時間を
保証したほうが望ましい場合もある。形成時間を短くす
ることはできるが、全ての物体に対する遅延時間が適切
な遅延時間より短くなるような他の例としては、第１の
エレメントの１回目のハッチ走査の開始と同時に遅延時
間を開始させる方法がある。 第３の実施の形態のさらに他の形態においては各断面エ
レメントに対して別々に充分な遅延時間を保証する。言
い換えれば、各エレメントの１回目の走査の終了から２
回目の走査の開始までの時間を所望の遅延時間に等しく
する。例えば、以下の表４に示すように、遅延時間が１
５秒であり、第１の断面エレメントの走査に３秒を要
し、第２の断面エレメントの走査に７秒を要するとする
と、第１の断面エレメントの２回目の走査の終了から第
２の断面エレメントの２回目の走査の開始までに４秒の
時間間隔があることになる。
間を短くして、全ての物体に対する遅延時間を適切な遅
延時間より短くしたほうが望ましい場合もあるし、形成
時間を長くして、全ての物体に対して適切な遅延時間を
保証したほうが望ましい場合もある。形成時間を短くす
ることはできるが、全ての物体に対する遅延時間が適切
な遅延時間より短くなるような他の例としては、第１の
エレメントの１回目のハッチ走査の開始と同時に遅延時
間を開始させる方法がある。 第３の実施の形態のさらに他の形態においては各断面エ
レメントに対して別々に充分な遅延時間を保証する。言
い換えれば、各エレメントの１回目の走査の終了から２
回目の走査の開始までの時間を所望の遅延時間に等しく
する。例えば、以下の表４に示すように、遅延時間が１
５秒であり、第１の断面エレメントの走査に３秒を要
し、第２の断面エレメントの走査に７秒を要するとする
と、第１の断面エレメントの２回目の走査の終了から第
２の断面エレメントの２回目の走査の開始までに４秒の
時間間隔があることになる。
【００１５】
【表８】 １つだけの遅延時間をカウントダウンするだけで各エレ
メントに対して最小限の遅延時間を保証するためには、
要する走査時間が一番長いものから順に走査するように
するのが望ましい。この方法の長所を第３の物体が加え
られたと仮定して次に説明する。遅延時間が１５秒であ
り、第１の断面エレメントの走査に１２秒を要し、第２
の断面エレメントの走査に７秒を要し、第３の断面エレ
メントの走査に３秒を要するとする。この場合、第１の
断面エレメントの１回目の走査の終了から第３の断面エ
レメントの１回目の走査の終了までの時間は１０秒であ
り、遅延時間より丁度５秒短い。それ故、第１の断面エ
レメントの２回目の走査は第３の断面エレメントの１回
目の走査の終了から５秒後に開始すればよいことにな
る。第２の断面エレメントの１回目の走査の終了から第
１の断面エレメントの２回目の走査の終了までの時間は
２０秒であり、したがって、第２の断面エレメントの２
回目の走査は第１の断面エレメントの２回目の走査の終
了後、直ちに開始してよいことになる。第３の断面エレ
メントの１回目の走査の終了から第２の断面エレメント
の２回目の走査の終了までの時間は２４秒であり、した
がって、第３の断面エレメントの２回目の走査は第２の
断面エレメントの２回目の走査の終了後、直ちに開始し
てよいことになる。この時間配分が下記の表５に示され
ている。
メントに対して最小限の遅延時間を保証するためには、
要する走査時間が一番長いものから順に走査するように
するのが望ましい。この方法の長所を第３の物体が加え
られたと仮定して次に説明する。遅延時間が１５秒であ
り、第１の断面エレメントの走査に１２秒を要し、第２
の断面エレメントの走査に７秒を要し、第３の断面エレ
メントの走査に３秒を要するとする。この場合、第１の
断面エレメントの１回目の走査の終了から第３の断面エ
レメントの１回目の走査の終了までの時間は１０秒であ
り、遅延時間より丁度５秒短い。それ故、第１の断面エ
レメントの２回目の走査は第３の断面エレメントの１回
目の走査の終了から５秒後に開始すればよいことにな
る。第２の断面エレメントの１回目の走査の終了から第
１の断面エレメントの２回目の走査の終了までの時間は
２０秒であり、したがって、第２の断面エレメントの２
回目の走査は第１の断面エレメントの２回目の走査の終
了後、直ちに開始してよいことになる。第３の断面エレ
メントの１回目の走査の終了から第２の断面エレメント
の２回目の走査の終了までの時間は２４秒であり、した
がって、第３の断面エレメントの２回目の走査は第２の
断面エレメントの２回目の走査の終了後、直ちに開始し
てよいことになる。この時間配分が下記の表５に示され
ている。
【表９】 この時間配分では、、第２のエレメントに対する実効的
な遅延時間は２０秒であり、第３のエレメントに対する
実効的な遅延時間は２４秒である。
な遅延時間は２０秒であり、第３のエレメントに対する
実効的な遅延時間は２４秒である。
【００１６】各物体（エレメント）に対して適切な遅延
時間を保証し、しかも単一の計時手段のみですむ他の変
更例としては、複数の物体（エレメント）の内の１つの
走査の終了後に遅延時間を開始し、その遅延時間を望ま
しい遅延時間からその層で形成すべき最小の物体（エレ
メント）の走査に要する時間を引いた時間とする方法が
ある。このようにして計算された遅延時間はどの物体
（エレメント）に対してもその１回目の走査の終了後２
回目の走査の開始までに経過することになる。 各物体（エレメント）に対して適切な遅延時間を保証
し、しかも単一の計時手段のみですむ他の変更例として
は、複数の物体（エレメント）の内の１つの走査の終了
後に遅延時間を開始し、その遅延時間を望ましい遅延時
間からその層で形成すべき最大の物体（エレメント）を
除く全て物体（エレメント）の走査に要する合計時間よ
り長くないある時間を引いた時間とする方法がある。こ
のようにして計算された遅延時間はどの物体（エレメン
ト）に対してもその１回目の走査の終了後２回目の走査
の開始までに経過することになる。 各物体（エレメント）に対して単一の計時手段のみを使
用して各回の走査の間に適切な時間が経過することを保
証し、しかも同一の物体（エレメント）各回の走査の間
の露光が行われない時間を所望の遅延時間より短くする
他の方法は当業者は用意に思いつくであろう。 所定の物体（エレメント）の各回の走査の間に適切な時
間が経過することを保証するのには複数の計時手段を用
いてもよい。遅延時間は物体（エレメント）によって異
なっていてもよい。例えば、小さな物体（エレメント）
（例えば、断面寸法が約1から２インチより小さいも
の）の場合には大きい物体（エレメント）（例えば、断
面寸法が約２から４インチより大きいもの）より遅延時
間を短くしてよい。その断面寸法は、例えば、それぞれ
のベクトルによる1回目の走査の走査方向に測定する。 前述のように、この方法は互いに重なる複数のハッチ露
光やスキンフィル露光によって形成される下向き領域や
上向き領域にも適用することができる。遅延時間はその
複数の露光の間のどこに入れてもよい。第4の実施の形態 本発明の第4の実施の形態は、走査時間がほぼ同じ2つの
領域を、形成すべき物体に設けることによって、遅延時
間を伴う物体形成において形成時間を短くするものであ
る。この実施の形態では、先ず第1の領域の１回目のハ
ッチベクトルによる走査を行い、この第1の領域の１回
目のハッチベクトルによる走査の終了後、遅延時間を開
始させるとともに第２の領域の１回目のハッチベクトル
による走査を行う。遅延時間の経過後、第1の領域の２
回目のハッチベクトルによる走査を行い、さらに第２の
領域の２回目のハッチベクトルによる走査を行う。
時間を保証し、しかも単一の計時手段のみですむ他の変
更例としては、複数の物体（エレメント）の内の１つの
走査の終了後に遅延時間を開始し、その遅延時間を望ま
しい遅延時間からその層で形成すべき最小の物体（エレ
メント）の走査に要する時間を引いた時間とする方法が
ある。このようにして計算された遅延時間はどの物体
（エレメント）に対してもその１回目の走査の終了後２
回目の走査の開始までに経過することになる。 各物体（エレメント）に対して適切な遅延時間を保証
し、しかも単一の計時手段のみですむ他の変更例として
は、複数の物体（エレメント）の内の１つの走査の終了
後に遅延時間を開始し、その遅延時間を望ましい遅延時
間からその層で形成すべき最大の物体（エレメント）を
除く全て物体（エレメント）の走査に要する合計時間よ
り長くないある時間を引いた時間とする方法がある。こ
のようにして計算された遅延時間はどの物体（エレメン
ト）に対してもその１回目の走査の終了後２回目の走査
の開始までに経過することになる。 各物体（エレメント）に対して単一の計時手段のみを使
用して各回の走査の間に適切な時間が経過することを保
証し、しかも同一の物体（エレメント）各回の走査の間
の露光が行われない時間を所望の遅延時間より短くする
他の方法は当業者は用意に思いつくであろう。 所定の物体（エレメント）の各回の走査の間に適切な時
間が経過することを保証するのには複数の計時手段を用
いてもよい。遅延時間は物体（エレメント）によって異
なっていてもよい。例えば、小さな物体（エレメント）
（例えば、断面寸法が約1から２インチより小さいも
の）の場合には大きい物体（エレメント）（例えば、断
面寸法が約２から４インチより大きいもの）より遅延時
間を短くしてよい。その断面寸法は、例えば、それぞれ
のベクトルによる1回目の走査の走査方向に測定する。 前述のように、この方法は互いに重なる複数のハッチ露
光やスキンフィル露光によって形成される下向き領域や
上向き領域にも適用することができる。遅延時間はその
複数の露光の間のどこに入れてもよい。第4の実施の形態 本発明の第4の実施の形態は、走査時間がほぼ同じ2つの
領域を、形成すべき物体に設けることによって、遅延時
間を伴う物体形成において形成時間を短くするものであ
る。この実施の形態では、先ず第1の領域の１回目のハ
ッチベクトルによる走査を行い、この第1の領域の１回
目のハッチベクトルによる走査の終了後、遅延時間を開
始させるとともに第２の領域の１回目のハッチベクトル
による走査を行う。遅延時間の経過後、第1の領域の２
回目のハッチベクトルによる走査を行い、さらに第２の
領域の２回目のハッチベクトルによる走査を行う。
【００１７】図８から１０に示すように、物体２２０を
単独で形成する場合を考える。層２２２のハッチベクト
ルによる各回の走査に３４秒を要し、１５秒の遅延時間
を使用するとすると、ハッチベクトルによる２回の走査
に要する時間とその間の遅延時間の合計は８３秒とな
る。しかしながら、ここで物体２２０が図１１に示すよ
うにほぼ同じ大きさの連続する２つの領域からなると考
えると、各領域のハッチベクトルによる各回の走査は１
７秒ですむことになる。したがって、領域２２４のハッ
チベクトルによる１回目の走査の終了後直ちに遅延時間
を開始させ、それと同時に領域２２６のハッチベクトル
による１回目の走査を開始すると、領域２２４のハッチ
ベクトルによる１回目の走査の終了から領域２２６のハ
ッチベクトルによる１回目の走査の終了までの時間は１
７秒となり望ましい遅延時間１５秒より長くなる。また
領域２２６のハッチベクトルによる１回目の走査の終了
から領域２２４のハッチベクトルによる２回目の走査の
終了までの時間は同じく１７秒となる。各領域に対する
実効遅延時間は望ましい遅延時間より長くなり、しかも
両方の領域の２回の走査に要する時間と実効遅延時間の
合計は６８秒となる。これが以下の表６に示されている。
単独で形成する場合を考える。層２２２のハッチベクト
ルによる各回の走査に３４秒を要し、１５秒の遅延時間
を使用するとすると、ハッチベクトルによる２回の走査
に要する時間とその間の遅延時間の合計は８３秒とな
る。しかしながら、ここで物体２２０が図１１に示すよ
うにほぼ同じ大きさの連続する２つの領域からなると考
えると、各領域のハッチベクトルによる各回の走査は１
７秒ですむことになる。したがって、領域２２４のハッ
チベクトルによる１回目の走査の終了後直ちに遅延時間
を開始させ、それと同時に領域２２６のハッチベクトル
による１回目の走査を開始すると、領域２２４のハッチ
ベクトルによる１回目の走査の終了から領域２２６のハ
ッチベクトルによる１回目の走査の終了までの時間は１
７秒となり望ましい遅延時間１５秒より長くなる。また
領域２２６のハッチベクトルによる１回目の走査の終了
から領域２２４のハッチベクトルによる２回目の走査の
終了までの時間は同じく１７秒となる。各領域に対する
実効遅延時間は望ましい遅延時間より長くなり、しかも
両方の領域の２回の走査に要する時間と実効遅延時間の
合計は６８秒となる。これが以下の表６に示されている。
【表１０】 物体が複数の領域からなるとみなすことは図１２，１３
に示す物体２３０のような場合も有用である。物体２３
０の領域２３２、２３４を物体２２０の領域２２４、２
２６と同様に扱うことによって上記と同じ効果が得られ
る。 どの物体についても、各領域に対する遅延時間が独立に
保証されることに注目されたい。言い換えれば、各領域
の１回目の走査の終了と２回目の走査の開始の間の時間
を所望の遅延時間以上とすることができる。全ての領域
の１回目のハッチ走査の後には第１の領域に対する遅延
時間の残りがあり、１回目のハッチ走査の終了後には第
２の領域の残りの遅延時間の後に、第２の領域の２回目
のハッチ走査が行われる。物体形成時間を短くするため
には各領域に対する遅延時間とほぼ同じ時間で各領域を
走査できるように領域を設定するのが望ましい。 もちろん、物体を２つの領域のみに分ける必要はない
し、また各領域がサイズや形状が等しい必要もない。単
一の昇降台の上に種々の物体が形成される場合には、そ
の物体の一部に対してのみ領域を設定するか、またはど
の物体に対しても領域を設定しないのが無難である。連
続する断面に対して領域を設定すると上向きの面や他の
面に無用な線が入ることがあるので、領域の設定は上向
きの面の１層ないし数層（例えば、２から５層）までに
限るのが望ましい場合もある。第５の実施の形態 本実施の形態は物体形成時間をさらに短くするためのも
のである。本実施の形態では遅延時間を計算する際に、
各領域や断面エレメントの１回目と２回目の走査におけ
る走査速度とベクトルの方向を考慮に入れる。要するに
各点を別々に考慮し、走査順および遅延時間を、複数回
走査される点の少なくとも大部分に対して適切な遅延時
間が与えられるようにしながら形成時間を短くするよう
に設定するものである。 図１４に示すような単純な立方体２４０と、その立方体
の図１５に示す層を考える。ハッチベクトルによる１回
目の走査はB1で始まって、E1で終了するものとする。ま
たハッチベクトルによる２回目の走査はB２で始まるも
のとする。２回目の走査の１本目のベクトル２４４が描
かれる際に、そのベクトル２４４が交差する最新のベク
トルはベクトル２４２である。両者は点２４６で交差す
る。ベクトル２４４のその始点と交点２４６の間の部分
がBL２である。ベクトル２４２のその始点と交点２４６
の間の部分がEL１である。 この層の標準的な遅延時間は時点（B2)−時点（E1)＝遅
延時間＝１５秒となる。
に示す物体２３０のような場合も有用である。物体２３
０の領域２３２、２３４を物体２２０の領域２２４、２
２６と同様に扱うことによって上記と同じ効果が得られ
る。 どの物体についても、各領域に対する遅延時間が独立に
保証されることに注目されたい。言い換えれば、各領域
の１回目の走査の終了と２回目の走査の開始の間の時間
を所望の遅延時間以上とすることができる。全ての領域
の１回目のハッチ走査の後には第１の領域に対する遅延
時間の残りがあり、１回目のハッチ走査の終了後には第
２の領域の残りの遅延時間の後に、第２の領域の２回目
のハッチ走査が行われる。物体形成時間を短くするため
には各領域に対する遅延時間とほぼ同じ時間で各領域を
走査できるように領域を設定するのが望ましい。 もちろん、物体を２つの領域のみに分ける必要はない
し、また各領域がサイズや形状が等しい必要もない。単
一の昇降台の上に種々の物体が形成される場合には、そ
の物体の一部に対してのみ領域を設定するか、またはど
の物体に対しても領域を設定しないのが無難である。連
続する断面に対して領域を設定すると上向きの面や他の
面に無用な線が入ることがあるので、領域の設定は上向
きの面の１層ないし数層（例えば、２から５層）までに
限るのが望ましい場合もある。第５の実施の形態 本実施の形態は物体形成時間をさらに短くするためのも
のである。本実施の形態では遅延時間を計算する際に、
各領域や断面エレメントの１回目と２回目の走査におけ
る走査速度とベクトルの方向を考慮に入れる。要するに
各点を別々に考慮し、走査順および遅延時間を、複数回
走査される点の少なくとも大部分に対して適切な遅延時
間が与えられるようにしながら形成時間を短くするよう
に設定するものである。 図１４に示すような単純な立方体２４０と、その立方体
の図１５に示す層を考える。ハッチベクトルによる１回
目の走査はB1で始まって、E1で終了するものとする。ま
たハッチベクトルによる２回目の走査はB２で始まるも
のとする。２回目の走査の１本目のベクトル２４４が描
かれる際に、そのベクトル２４４が交差する最新のベク
トルはベクトル２４２である。両者は点２４６で交差す
る。ベクトル２４４のその始点と交点２４６の間の部分
がBL２である。ベクトル２４２のその始点と交点２４６
の間の部分がEL１である。 この層の標準的な遅延時間は時点（B2)−時点（E1)＝遅
延時間＝１５秒となる。
【００１８】E1とB2の間に１５秒の遅延時間をおくより
は、遅延時間をEL１とBL2を描くのに必要な時間に相当
する分だけ短くすることによって形成時間を短縮するこ
とができる。すなわち、 時点（B2)−時点（E1)？遅延時間―時間（EL1）−時間
（BL2) 走査順と、物体とベクトルの長さによって短縮される時
間が変化する。例えば、図１６のようにした場合に短縮
される時間は図１５のようにした場合に短縮される時間
より少なくなる。これはEL１が図１６の場合の方が短い
からである。同様に、図１７のようにした場合に短縮さ
れる時間は図１５のようにした場合に短縮される時間や
図１６のようにした場合に短縮される時間より少なくな
る。 次に図１８，１９に示される僅かに複雑な物体２５０に
ついて考える。前述の例と同様に、ハッチベクトルによ
る１回目の走査はB1で始まって、E1で終了するものとす
る。またハッチベクトルによる２回目の走査はB２で始ま
るものとする。２回目の走査の１本目のベクトル２５４
が描かれる際に、そのベクトル２５４が交差する最新の
ベクトルはベクトル２５２である。両者は点２５６で交
差する。ベクトル２５４のその始点と交点２５６の間の
部分がBL２である。ベクトル２５２のその始点と交点２
５６の間の部分がEL１である。 ここでもEL1、BL2を走査するのに要する時間を標準遅延
時間から差し引くことによってその層の形成に要する時
間を短縮することができる。 しかしながら走査順が図２０に示すように、ハッチベク
トルによる１回目の走査がB1で始まって、E1で終了し、
２回目の走査がB２で始まって、E２で終了するとする
と、理想的な遅延時間の計算はもっと複雑になる。ベク
トル２６８を走査する前に必要とされる遅延時間を決定
するには、ベクトル２６２、２６３，２６４、２６５、
２６６を走査するのに要する時間、ベクトル２６１の終
点と交点２７４の間の部分を走査するのに要する時間お
よびベクトル２６８のB2と２７４の間の部分を走査する
のに要する時間の合計を標準遅延時間から差し引く必要
がある。 本実施の形態の他の形態では、上述のようなチェックを
各ベクトルに対して行う。例えば、ベクトル２６６の２
７５とE１の間の部分を走査するのに要する時間とベク
トル２６８、２６９，２７０、２７１を走査するのに要
する時間の合計を標準遅延時間から差し引いたものがベ
クトル２６８を走査する前の遅延時間より長くなる場合
には、ベクトル２７２の走査の前に時間を置く必要があ
る。このようにこの形態は、２回目の走査の間に少なく
とも１回間を置いて、２回目の走査による各ベクトル上
の点で１回目の走査と２回目の走査の間の計算上の間隔
が最短になる点でも所望の遅延時間が得られるようにす
るものである。 本実施の形態のさらに他の形態では、層の形成時間を長
くせずに、２回走査される各点に対する遅延時間を所望
のものとするために上記のような計算をベクトル毎では
なく点毎に行う。全ての点に対して所望の遅延時間を与
えるためには、２回目の走査の間に少なくとも１回間を
置くことになる。
は、遅延時間をEL１とBL2を描くのに必要な時間に相当
する分だけ短くすることによって形成時間を短縮するこ
とができる。すなわち、 時点（B2)−時点（E1)？遅延時間―時間（EL1）−時間
（BL2) 走査順と、物体とベクトルの長さによって短縮される時
間が変化する。例えば、図１６のようにした場合に短縮
される時間は図１５のようにした場合に短縮される時間
より少なくなる。これはEL１が図１６の場合の方が短い
からである。同様に、図１７のようにした場合に短縮さ
れる時間は図１５のようにした場合に短縮される時間や
図１６のようにした場合に短縮される時間より少なくな
る。 次に図１８，１９に示される僅かに複雑な物体２５０に
ついて考える。前述の例と同様に、ハッチベクトルによ
る１回目の走査はB1で始まって、E1で終了するものとす
る。またハッチベクトルによる２回目の走査はB２で始ま
るものとする。２回目の走査の１本目のベクトル２５４
が描かれる際に、そのベクトル２５４が交差する最新の
ベクトルはベクトル２５２である。両者は点２５６で交
差する。ベクトル２５４のその始点と交点２５６の間の
部分がBL２である。ベクトル２５２のその始点と交点２
５６の間の部分がEL１である。 ここでもEL1、BL2を走査するのに要する時間を標準遅延
時間から差し引くことによってその層の形成に要する時
間を短縮することができる。 しかしながら走査順が図２０に示すように、ハッチベク
トルによる１回目の走査がB1で始まって、E1で終了し、
２回目の走査がB２で始まって、E２で終了するとする
と、理想的な遅延時間の計算はもっと複雑になる。ベク
トル２６８を走査する前に必要とされる遅延時間を決定
するには、ベクトル２６２、２６３，２６４、２６５、
２６６を走査するのに要する時間、ベクトル２６１の終
点と交点２７４の間の部分を走査するのに要する時間お
よびベクトル２６８のB2と２７４の間の部分を走査する
のに要する時間の合計を標準遅延時間から差し引く必要
がある。 本実施の形態の他の形態では、上述のようなチェックを
各ベクトルに対して行う。例えば、ベクトル２６６の２
７５とE１の間の部分を走査するのに要する時間とベク
トル２６８、２６９，２７０、２７１を走査するのに要
する時間の合計を標準遅延時間から差し引いたものがベ
クトル２６８を走査する前の遅延時間より長くなる場合
には、ベクトル２７２の走査の前に時間を置く必要があ
る。このようにこの形態は、２回目の走査の間に少なく
とも１回間を置いて、２回目の走査による各ベクトル上
の点で１回目の走査と２回目の走査の間の計算上の間隔
が最短になる点でも所望の遅延時間が得られるようにす
るものである。 本実施の形態のさらに他の形態では、層の形成時間を長
くせずに、２回走査される各点に対する遅延時間を所望
のものとするために上記のような計算をベクトル毎では
なく点毎に行う。全ての点に対して所望の遅延時間を与
えるためには、２回目の走査の間に少なくとも１回間を
置くことになる。
【００１９】また、全ての断面エレメントについて遅延
時間を考える替わりに、2回目の走査の際に最初に走査
されるベクトルについてのみ所望の遅延時間が保証され
るようにしてもよい。第６の実施の形態 望ましいステレオリソグラフィー装置においては少なく
ともハッチベクトルの一部を露光する光ビームのサイズ
は径が約０．７６０ｍｍ（０．０３０インチ）、例えば
０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）から３．０５０ｍ
ｍ（０．１２０インチ）、であるのが望ましく、０．５
００ｍｍ（０．０２０インチ）から１．５２４ｍｍ
（０．０６０インチ）であるのがさらに望ましい。また
レーザー光線のパワーは約８００mW（例えば、４００mW
以上）であるのが望ましく、また隣接するハッチライン
間の間隔は約０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）（例
えば、ビーム径の40から100％）であるのが望ましい。ま
た走査速度は約７，６２０ミリメートル/ｓｅｃ（３０
０ｉｐｓ）、例えば、２５４０ｍｍ/ｓｅｃ（１００ｉ
ｐｓ）、であるのが望ましい。 望ましい実施の形態においては、遅延時間は次のように
してとられる。径の異なる光ビームが使用される。細いビ
ームは径が約０．２５０ｍｍ（０．０１０インチ）であ
り、太いビームは径が約０．７６０ｍｍ（０．０３０イ
ンチ）である。物体は、層によってはその一部のみがそ
の層の形成時に硬化され、他の部分は後続の層の形成時
に硬化されるような物体形成方法によって形成される。
このような方法は１９９７年８月２９日出願の米国特許
出願０８？９２０，４２８（Ｋｒｕｇｅｒ等）、１９９
７年１月２８日にＳｍａｌｌｅｙ等に与えられた米国特
許５，５９７，５２０、１９９３年５月１１日にＳｍａ
ｌｌｅｙ等に与えられた米国特許５，２０９，８７８等
に記載されている。さらに詳しくは、その米国特許出願
０８？９２０，４２８に記載されているように、主層と
主層の間にそれぞれ２枚の補助層を挟んで形成され、層
の間隔は０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）である。
時間を考える替わりに、2回目の走査の際に最初に走査
されるベクトルについてのみ所望の遅延時間が保証され
るようにしてもよい。第６の実施の形態 望ましいステレオリソグラフィー装置においては少なく
ともハッチベクトルの一部を露光する光ビームのサイズ
は径が約０．７６０ｍｍ（０．０３０インチ）、例えば
０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）から３．０５０ｍ
ｍ（０．１２０インチ）、であるのが望ましく、０．５
００ｍｍ（０．０２０インチ）から１．５２４ｍｍ
（０．０６０インチ）であるのがさらに望ましい。また
レーザー光線のパワーは約８００mW（例えば、４００mW
以上）であるのが望ましく、また隣接するハッチライン
間の間隔は約０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）（例
えば、ビーム径の40から100％）であるのが望ましい。ま
た走査速度は約７，６２０ミリメートル/ｓｅｃ（３０
０ｉｐｓ）、例えば、２５４０ｍｍ/ｓｅｃ（１００ｉ
ｐｓ）、であるのが望ましい。 望ましい実施の形態においては、遅延時間は次のように
してとられる。径の異なる光ビームが使用される。細いビ
ームは径が約０．２５０ｍｍ（０．０１０インチ）であ
り、太いビームは径が約０．７６０ｍｍ（０．０３０イ
ンチ）である。物体は、層によってはその一部のみがそ
の層の形成時に硬化され、他の部分は後続の層の形成時
に硬化されるような物体形成方法によって形成される。
このような方法は１９９７年８月２９日出願の米国特許
出願０８？９２０，４２８（Ｋｒｕｇｅｒ等）、１９９
７年１月２８日にＳｍａｌｌｅｙ等に与えられた米国特
許５，５９７，５２０、１９９３年５月１１日にＳｍａ
ｌｌｅｙ等に与えられた米国特許５，２０９，８７８等
に記載されている。さらに詳しくは、その米国特許出願
０８？９２０，４２８に記載されているように、主層と
主層の間にそれぞれ２枚の補助層を挟んで形成され、層
の間隔は０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）である。
【００２０】第６の実施の形態の方法は図２２のフロー
チャートに示されている。第１の補助層においては、細い
ビームを使用して外側の輪郭領域のみが形成される。
（ステップ３３０）この露光による硬化深さは約０．３
８０ｍｍ（０．０１５インチ）である。この輪郭は約
０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）だけライン幅補正
してもよい。 第２の補助層においても、細いビームを使用して外側の
輪郭領域のみが形成される。（ステップ３３２）この露
光による硬化深さは約０．３８０ｍｍ（０．０１５イン
チ）である。この輪郭は約０．１２７ｍｍ（０．００５
インチ）だけライン幅補正してもよい。 第1、第２の補助層の輪郭領域の硬化深さは約０．３８０
ｍｍ（０．０１５インチ）より小さくてもよい。この硬
化深さは輪郭領域の露光前の液体の深さに応じて変えて
よい。例えば、その補助層の輪郭領域が直前に形成した補
助層の輪郭領域と重なるかどうかによって液体の深さは
０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）であったり、０．
１５２ｍｍ（０．００６インチ）であったりする。した
がって、露光前の液体の深さによって外側輪郭領域の硬
化深さを変えるのが望ましい。 その次の主層の形成は次のようにして行われる。先ず、内
側にずれた輪郭を大径のビームを使用して形成する。
（ステップ３３４）この輪郭はライン幅補正された外側
輪郭の位置から約０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）
内側にずらしてよい。その際のビームはその輪郭が下の
層にくっつかない程度のものとし、その硬化深さは約
０．２００ｍｍ（０．００８インチ）とする。 ２番目に、硬化された輪郭内で１回目のハッチ露光を行
う。（ステップ３３６）この時の硬化深さは約０．２０
０ｍｍ（０．００８インチ）とする。またこのハッチは
輪郭にくっつかないように硬化された輪郭から僅かに離
される。輪郭にくっつくようにしても差し支えない。ハッ
チは輪郭全体にわたってくっつく場合もあるし、界面で
のみくっつく場合もある。 ３番目に、例えば１５秒の遅延時間をおく。（ステップ
３３８）この遅延時間は他の部分を描くのに使用しても
よいし、単純に待ち時間としてもよい。 ４番目に、主層の２回目のハッチ露光を行う。（ステップ
３４０）この２回目のハッチ露光は１回目のハッチ露光
に直角な方向に行うのが望ましい。この時の露光量は硬
化深さが約０．２５０ｍｍ（０．０１０インチ）となる
ようなものとする。１回目のハッチ露光と同様に、ハッチ
ライン間の間隔は露光部分が一部重なり、連続した硬化
領域が形成されるようにするのが望ましい。この２回目
のハッチも１回目のハッチと同様に輪郭から例えば０．
０７６ｍｍ（０．００３インチ）離すのが望ましい。 ５番目に、小径のビームを使用して外側の輪郭を露光す
る。（ステップ３４２）この露光は約０．３８０ｍｍ
（０．０１５インチ）硬化深さをもたらすものとする。
この外側輪郭は約０．１２５ｍｍ（０．００５インチ）
ライン幅補正される。この輪郭が直前に形成した補助層
の輪郭と重なるかどうかによって液体の深さは０．０７
６ｍｍ（０．００３インチ）であったり、０．２２９ｍ
ｍ（０．００９インチ）であったりする。露光前の液体
の深さが前者である場合には、外側輪郭領域の硬化深さ
を小さくした方がよい。 ５番目の工程の終了によって主層の露光も終了する。こ
の後に引き続き小径のビームを使用してハッチや、スキ
ンフィルや、支持部の露光を行ってもよい。さらに大径
のビームによる２回目のハッチ露光の後、小径のビーム
による外側輪郭の露光の前に、大径のビームによるスキ
ンフィル露光を行ってもよい。 主層の露光の終了後、２枚の補助層の形成、露光を行い、
さらに主層の形成、露光を行う。これを繰り返して物体
を形成する。補助層と主層を使用した物体形成の詳細に
ついては、１９９７年８月２９日出願の米国特許出願０
８？９２０，４２８（Ｋｒｕｇｅｒ等）を参照された
い。 上記方法が以下の表７および図２１にまとめられてい
る。
チャートに示されている。第１の補助層においては、細い
ビームを使用して外側の輪郭領域のみが形成される。
（ステップ３３０）この露光による硬化深さは約０．３
８０ｍｍ（０．０１５インチ）である。この輪郭は約
０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）だけライン幅補正
してもよい。 第２の補助層においても、細いビームを使用して外側の
輪郭領域のみが形成される。（ステップ３３２）この露
光による硬化深さは約０．３８０ｍｍ（０．０１５イン
チ）である。この輪郭は約０．１２７ｍｍ（０．００５
インチ）だけライン幅補正してもよい。 第1、第２の補助層の輪郭領域の硬化深さは約０．３８０
ｍｍ（０．０１５インチ）より小さくてもよい。この硬
化深さは輪郭領域の露光前の液体の深さに応じて変えて
よい。例えば、その補助層の輪郭領域が直前に形成した補
助層の輪郭領域と重なるかどうかによって液体の深さは
０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）であったり、０．
１５２ｍｍ（０．００６インチ）であったりする。した
がって、露光前の液体の深さによって外側輪郭領域の硬
化深さを変えるのが望ましい。 その次の主層の形成は次のようにして行われる。先ず、内
側にずれた輪郭を大径のビームを使用して形成する。
（ステップ３３４）この輪郭はライン幅補正された外側
輪郭の位置から約０．３８０ｍｍ（０．０１５インチ）
内側にずらしてよい。その際のビームはその輪郭が下の
層にくっつかない程度のものとし、その硬化深さは約
０．２００ｍｍ（０．００８インチ）とする。 ２番目に、硬化された輪郭内で１回目のハッチ露光を行
う。（ステップ３３６）この時の硬化深さは約０．２０
０ｍｍ（０．００８インチ）とする。またこのハッチは
輪郭にくっつかないように硬化された輪郭から僅かに離
される。輪郭にくっつくようにしても差し支えない。ハッ
チは輪郭全体にわたってくっつく場合もあるし、界面で
のみくっつく場合もある。 ３番目に、例えば１５秒の遅延時間をおく。（ステップ
３３８）この遅延時間は他の部分を描くのに使用しても
よいし、単純に待ち時間としてもよい。 ４番目に、主層の２回目のハッチ露光を行う。（ステップ
３４０）この２回目のハッチ露光は１回目のハッチ露光
に直角な方向に行うのが望ましい。この時の露光量は硬
化深さが約０．２５０ｍｍ（０．０１０インチ）となる
ようなものとする。１回目のハッチ露光と同様に、ハッチ
ライン間の間隔は露光部分が一部重なり、連続した硬化
領域が形成されるようにするのが望ましい。この２回目
のハッチも１回目のハッチと同様に輪郭から例えば０．
０７６ｍｍ（０．００３インチ）離すのが望ましい。 ５番目に、小径のビームを使用して外側の輪郭を露光す
る。（ステップ３４２）この露光は約０．３８０ｍｍ
（０．０１５インチ）硬化深さをもたらすものとする。
この外側輪郭は約０．１２５ｍｍ（０．００５インチ）
ライン幅補正される。この輪郭が直前に形成した補助層
の輪郭と重なるかどうかによって液体の深さは０．０７
６ｍｍ（０．００３インチ）であったり、０．２２９ｍ
ｍ（０．００９インチ）であったりする。露光前の液体
の深さが前者である場合には、外側輪郭領域の硬化深さ
を小さくした方がよい。 ５番目の工程の終了によって主層の露光も終了する。こ
の後に引き続き小径のビームを使用してハッチや、スキ
ンフィルや、支持部の露光を行ってもよい。さらに大径
のビームによる２回目のハッチ露光の後、小径のビーム
による外側輪郭の露光の前に、大径のビームによるスキ
ンフィル露光を行ってもよい。 主層の露光の終了後、２枚の補助層の形成、露光を行い、
さらに主層の形成、露光を行う。これを繰り返して物体
を形成する。補助層と主層を使用した物体形成の詳細に
ついては、１９９７年８月２９日出願の米国特許出願０
８？９２０，４２８（Ｋｒｕｇｅｒ等）を参照された
い。 上記方法が以下の表７および図２１にまとめられてい
る。
【表１１】 層２００，２０２，２０４の形成、露光に使用されたパ
ラメータが以下の表８に示されている。
ラメータが以下の表８に示されている。
【表１２】 本実施の形態の一変更例では、一定ビーム幅のレーザー
を使用して上記方法を実施することができる。これには
多少の調整が必要である。例えば、使用するビーム幅が上
記小径のビームと同様であれば内側輪郭のずれを多少小
さくするのが望ましい。一方、使用するビーム幅が上記大
径のビームと同様であれば外側輪郭のライン幅補正を大
きくするのが望ましい。他の必要な調整は当業者には容
易であると考えられる。 第６の実施の形態のもう一つの変更例では、主層（すな
わち、補助層がないものとして）に関する上記教示にし
たがって複数の層が連続して硬化される。この変更例を
有効に使用するためにはやはりいくつかのパラメータの
変更が必要となる。例えば、層厚が０．０７６ｍｍ（０．
００３インチ）の場合には１回目のハッチ露光による硬
化深さを約０．０５０ｍｍ（０．００２インチ）に変更
するのが望ましい。他の必要な調整は当業者には容易で
あると考えられる。 以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明し、またその
変更例について提案したが、上記実施の形態や変更例を
本発明の思想から外れることなく様々に変更できること
は当業者には自明のことであろう。したがって、上記実
施の形態は本発明の範囲を制限するためのものではな
く、単に例を示すだけのものである。 例えば、遅延時間は物体形成材料と露光方法に応じて実
験的に決定することができる。また形成すべき物体の形
状、特に直前に形成された層の形状も遅延時間を選択す
るのに重要な要素となる。２０インチｘ２０インチのよ
うな大きな断面の場合には、望ましい遅延時間は１秒か
ら６０秒あるいはそれ以上になり得る。より望ましい遅
延時間は約５秒から３０秒、最も望ましい遅延時間は約
１０秒から２０秒である。 最も有効な遅延時間は２回目の露光の前に所望の量の収
縮が起き得るようなものである。言い換えれば、有効な
遅延時間とは、形成済みの層にくっついている硬化した
材料に被露光領域を結合させるような次の露光を遅らせ
るようなものである。 望ましい実施の形態では、所望の量の収縮とはカール歪
を所望の限度以下に抑えるものと定義される。カールの
程度は、長さ１４ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ６ｍｍの片持ち
梁を有する試験物体を用いて測定することができる。カ
ールの程度はその片持ち梁の長さに対する、非支持端の
高さと支持端の高さの比として定義することができる。
望ましい実施の形態では、カールの望ましいレベルは１
％未満であり、より望ましいレベルは０．１％未満であ
り、最も望ましいレベルは０．０１％未満である。カー
ル歪を測定する方法については上述の米国特許５，１０
４，５９２に記載されている。また遅延時間は異なる遅
延時間を使用して複数のサンプルを形成し、そのカール
を分析することによって決めることができる。 物体が大きい場合は、硬化材料の形成ラインの所望の長
さ（例えば、形成すべき物体の寸法と同様な）、所望の
硬化深さ（例えば、物体を形成するのに使用されるハッ
チ領域やフィル領域における最初の露光時の硬化深さと
同様な）および所望の走査速度（例えば、物体形成時に
使用される速度と同様な）に基づいて遅延時間を決定し
てもよい。形成ラインの一端を固定し、他端を時間の関
数としてみてもよい。時間が経過し、収縮が進むにつれ
てそのラインの自由端は固定端に近づく。複数のこのよ
うなフローティングラインを形成することによって収縮
量を確認し、収縮に要する時間を確認することができ
る。望ましい実施の形態では遅延時間は収縮に要する時
間の７０％以上であるのが望ましく、８５％以上である
のがさらに望ましく、９５％以上であるのが最も望まし
い。
を使用して上記方法を実施することができる。これには
多少の調整が必要である。例えば、使用するビーム幅が上
記小径のビームと同様であれば内側輪郭のずれを多少小
さくするのが望ましい。一方、使用するビーム幅が上記大
径のビームと同様であれば外側輪郭のライン幅補正を大
きくするのが望ましい。他の必要な調整は当業者には容
易であると考えられる。 第６の実施の形態のもう一つの変更例では、主層（すな
わち、補助層がないものとして）に関する上記教示にし
たがって複数の層が連続して硬化される。この変更例を
有効に使用するためにはやはりいくつかのパラメータの
変更が必要となる。例えば、層厚が０．０７６ｍｍ（０．
００３インチ）の場合には１回目のハッチ露光による硬
化深さを約０．０５０ｍｍ（０．００２インチ）に変更
するのが望ましい。他の必要な調整は当業者には容易で
あると考えられる。 以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明し、またその
変更例について提案したが、上記実施の形態や変更例を
本発明の思想から外れることなく様々に変更できること
は当業者には自明のことであろう。したがって、上記実
施の形態は本発明の範囲を制限するためのものではな
く、単に例を示すだけのものである。 例えば、遅延時間は物体形成材料と露光方法に応じて実
験的に決定することができる。また形成すべき物体の形
状、特に直前に形成された層の形状も遅延時間を選択す
るのに重要な要素となる。２０インチｘ２０インチのよ
うな大きな断面の場合には、望ましい遅延時間は１秒か
ら６０秒あるいはそれ以上になり得る。より望ましい遅
延時間は約５秒から３０秒、最も望ましい遅延時間は約
１０秒から２０秒である。 最も有効な遅延時間は２回目の露光の前に所望の量の収
縮が起き得るようなものである。言い換えれば、有効な
遅延時間とは、形成済みの層にくっついている硬化した
材料に被露光領域を結合させるような次の露光を遅らせ
るようなものである。 望ましい実施の形態では、所望の量の収縮とはカール歪
を所望の限度以下に抑えるものと定義される。カールの
程度は、長さ１４ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ６ｍｍの片持ち
梁を有する試験物体を用いて測定することができる。カ
ールの程度はその片持ち梁の長さに対する、非支持端の
高さと支持端の高さの比として定義することができる。
望ましい実施の形態では、カールの望ましいレベルは１
％未満であり、より望ましいレベルは０．１％未満であ
り、最も望ましいレベルは０．０１％未満である。カー
ル歪を測定する方法については上述の米国特許５，１０
４，５９２に記載されている。また遅延時間は異なる遅
延時間を使用して複数のサンプルを形成し、そのカール
を分析することによって決めることができる。 物体が大きい場合は、硬化材料の形成ラインの所望の長
さ（例えば、形成すべき物体の寸法と同様な）、所望の
硬化深さ（例えば、物体を形成するのに使用されるハッ
チ領域やフィル領域における最初の露光時の硬化深さと
同様な）および所望の走査速度（例えば、物体形成時に
使用される速度と同様な）に基づいて遅延時間を決定し
てもよい。形成ラインの一端を固定し、他端を時間の関
数としてみてもよい。時間が経過し、収縮が進むにつれ
てそのラインの自由端は固定端に近づく。複数のこのよ
うなフローティングラインを形成することによって収縮
量を確認し、収縮に要する時間を確認することができ
る。望ましい実施の形態では遅延時間は収縮に要する時
間の７０％以上であるのが望ましく、８５％以上である
のがさらに望ましく、９５％以上であるのが最も望まし
い。
【００２１】遅延時間の経過はクロックを使用してみて
もよいし、他の物理的工程の進み具合（例えば、ビーム
の所望の速度での所定の長さの走査、ビームプロファイ
リング等に要する時間）でみてもよいし、形成中の物体
の物理的変化によってみてもよい。 上記実施の形態においては、本発明を光重合性材料の選
択的硬化を使用する装置について主に説明したが、本発
明のデータ処理方法、物体形成方法はラピッドプロトタ
イピング？アンド？マニファクチャリングの他の分類に
ついても単独でまたは組み合わせて使用することができ
る。ラピッドプロトタイピング？アンド？マニファクチ
ャリングの他の分類とはＩＲ、可視光等の電磁線を使用
した重合性材料の選択的硬化、あるいは重合性材料への
硬化剤等の選択的供給（例えば、光の連続的あるいは間
欠的照射下での光重合開始剤の供給、２液性エポキシの
一方の成分への他方の成分の選択的供給）を伴う技術を
含む。さらに、選択的に硬化される粉末材料によって物
体を形成する際に使用される技術（例えば、焼結、ある
いは反応性材料やバインダーの選択的供給によって選択
的に硬化させる）もこの分類に含まれる。さらに、シー
ト材料を１枚１枚重ねていって物体を形成する技術や、
ある環境下に置かれると硬化する材料を選択的に供給す
ることによって物体を形成する技術（例えば、１９９３
年３月９日にHull等に与えられた米国特許５，１９２，
５５９、１９９２年８月２５日にAlmquist等に与えられ
た米国特許５，１４１，６８０に開示されている技術）
もこの分類に含まれる。 上述の各実施の形態は従来より少ない歪で物体を形成す
るのに使用することができる簡略化された技術および、
材料を硬化させる際に高速で走査したときにも充分少な
い歪で物体を形成するのに使用することができる簡略化
された技術を提供するものである。また上述の各実施の
形態は物体形成時間を長くせずに物体の精度を維持する
ことができ、形成中に物体の温度を均一に保つことがで
き、従来より高い走査速度を使用して精度を落とすこと
なく物体を形成することができる。これ等の利点は単独
で得られることもあるし、組み合わせで得られることも
ある。
もよいし、他の物理的工程の進み具合（例えば、ビーム
の所望の速度での所定の長さの走査、ビームプロファイ
リング等に要する時間）でみてもよいし、形成中の物体
の物理的変化によってみてもよい。 上記実施の形態においては、本発明を光重合性材料の選
択的硬化を使用する装置について主に説明したが、本発
明のデータ処理方法、物体形成方法はラピッドプロトタ
イピング？アンド？マニファクチャリングの他の分類に
ついても単独でまたは組み合わせて使用することができ
る。ラピッドプロトタイピング？アンド？マニファクチ
ャリングの他の分類とはＩＲ、可視光等の電磁線を使用
した重合性材料の選択的硬化、あるいは重合性材料への
硬化剤等の選択的供給（例えば、光の連続的あるいは間
欠的照射下での光重合開始剤の供給、２液性エポキシの
一方の成分への他方の成分の選択的供給）を伴う技術を
含む。さらに、選択的に硬化される粉末材料によって物
体を形成する際に使用される技術（例えば、焼結、ある
いは反応性材料やバインダーの選択的供給によって選択
的に硬化させる）もこの分類に含まれる。さらに、シー
ト材料を１枚１枚重ねていって物体を形成する技術や、
ある環境下に置かれると硬化する材料を選択的に供給す
ることによって物体を形成する技術（例えば、１９９３
年３月９日にHull等に与えられた米国特許５，１９２，
５５９、１９９２年８月２５日にAlmquist等に与えられ
た米国特許５，１４１，６８０に開示されている技術）
もこの分類に含まれる。 上述の各実施の形態は従来より少ない歪で物体を形成す
るのに使用することができる簡略化された技術および、
材料を硬化させる際に高速で走査したときにも充分少な
い歪で物体を形成するのに使用することができる簡略化
された技術を提供するものである。また上述の各実施の
形態は物体形成時間を長くせずに物体の精度を維持する
ことができ、形成中に物体の温度を均一に保つことがで
き、従来より高い走査速度を使用して精度を落とすこと
なく物体を形成することができる。これ等の利点は単独
で得られることもあるし、組み合わせで得られることも
ある。
【図１】本発明を実施するためのステレオリソグラフィ
ー装置の側面図
ー装置の側面図
【図２】本発明を実施するためのステレオリソグラフィ
ー装置の側面図
ー装置の側面図
【図３】本発明の第１の実施の形態を説明するためのフ
ローチャート
ローチャート
【図４】第１の実施の形態にしたがってステレオリソグ
ラフィーで形成される物体の側面図
ラフィーで形成される物体の側面図
【図５】本発明の第２の実施の形態を説明するためのフ
ローチャート
ローチャート
【図６】本発明の第３の実施の形態の一形態を説明する
ためのフローチャート
ためのフローチャート
【図７】本発明の第３の実施の形態の一形態を説明する
ためのフローチャート
ためのフローチャート
【図８】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼ長方
体状の物体の斜視図
体状の物体の斜視図
【図９】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼ長方
体状の物体の側面図
体状の物体の側面図
【図１０】図９の１０−１０線断面図
【図１１】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼ長
方体状の物体の平面図
方体状の物体の平面図
【図１２】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼU
字状の物体の側面図
字状の物体の側面図
【図１３】図１２の１３−１３線断面図
【図１４】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼ立
方体状の物体の斜視図
方体状の物体の斜視図
【図１５】図１４の１５−１５線断面図
【図１６】図１４の１５−１５線断面図
【図１７】図１４の１５−１５線断面図
【図１８】ステレオリソグラフィーで形成すべきほぼL
字状の物体の斜視図
字状の物体の斜視図
【図１９】図１８の１９−１９線断面図
【図２０】図１８の１９−１９線断面図
【図２１】第６の実施の形態の方法によってステレオリ
ソグラフィーで形成すべき物体の側面図
ソグラフィーで形成すべき物体の側面図
【図２２】本発明の第６の実施の形態を説明するための
フローチャート
フローチャート
１２ 容器 １４ 物体形成材料 １６ 物体 ２０ 昇降台 ２２ 露光装置 ２４ リコーティングバー
フロントページの続き (72)発明者 チャールズ ダブリュ ハル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91351 サンタ クラリタ リヴ オーク スプリングズ キャニオン ロード 15605 (72)発明者 ホップ ディー ニューエン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 93536 クォーツ ヒル フィフティーナ インス ストリート ウェスト 42326
Claims (18)
- 【請求項１】 三次元物体の少なくとも一部を形成する
ための方法であり、(1)その物体の形成済みの層の上に
流体状の材料の層を形成し、（２）その流体状材料層を
刺激に露出して、前記物体の前記形成済みの層に結合し
た次の層を形成し、（３）前記(1)と(２)の工程を繰り
返して、互いに結合した複数の層によって前記物体を形
成するとともに、（４）所定の時間間隔を設定する、よ
うにした方法において前記流体状材料層を刺激に露出す
る工程が、１層のうちの少なくとも１つのエレメントは
少なくとも２回刺激に露出するものであり、２回目の露
出は１回目の露出の終了後少なくとも設定された前記所
定の時間が経過した後行われ、１回目の露出は光ビーム
で前記エレメントを第１の方向に走査することによって
行われ、２回目の露出は前記光ビームで前記エレメント
を前記第１の方向と異なる第２の方向に走査することに
よって行われること特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記１回目の露出と２回目の露出の間に
前記層の少なくとも１つの他のエレメントの露出を行う
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記１回目の露出と２回目の露出を連続
して行うことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記（２）の工程がベクトル走査を使用
することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記所定の時間間隔の最小値が刺激への
露出のあと樹脂の温度が所望の値になるまでの最短時間
によって決定されることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項６】 前記所定の時間間隔の最小値が装置のソ
フトウエアによって決定されることを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項７】 前記１回目の露出がその層を前記形成済
みの層に結合させるのに必要な深さまでは材料を硬化さ
せないことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記刺激が紫外線であることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記所定の時間間隔がＤＴＰであり、形
成すべき層の少なくとも1枚が互いに隔離された少なく
とも第1、第２の領域を備えており、前記流体状材料層
を刺激に露出する工程がその層を少なくとも２回刺激に
露出するものであり、前記第1の領域を前記刺激に露出
する工程の１回目を時刻CT11に終了させ、前記第２の領
域を前記刺激に露出する工程の１回目を前記時刻CT11よ
り後の時刻CT21に終了させ、前記第1の領域を前記刺激
に露出する工程の２回目を前記時刻CT21より後の時刻BT
12に開始し、前記第２の領域を前記刺激に露出する工程
の２回目を前記時刻BT12より後の時刻BT２２に開始する
とともに、前記DTP、CT11、CT21、BT12、およびBT22が
式DTP〜＜BT12−CT11、DTP〜＜BT22−CT21を満足するよ
うにすることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記１回目の露出は光ビームで前記１
層を第１の方向に走査することによって行われ、２回目
の露出は前記光ビームで前記１層を前記第１の方向と異
なる第２の方向に走査することによって行われることを
特徴とする請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記２回目の露出によって前記層が前
期形成済みの層に結合されることを特徴とする請求項９
記載の方法。 - 【請求項１２】 前記流体状材料層を刺激に曝す工程
が、１層のうちの少なくとも一部は少なくとも２回刺激
に露出するものであり、その１回目を時刻T１に終了さ
せ、２回目を時刻T2に終了させるとともに前記時刻T1、
T2間の間隔が設定された前記所定の時間間隔にほぼ等し
いかそれより長いことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項１３】 前記形成すべき層の少なくとも１枚が
少なくとも２つの領域を備えており、前記流体状材料層
を刺激に露出する工程がその層を少なくとも２回刺激に
露出するものであり、少なくとも1回目の露出と2回目の
露出が前記少なくとも2つの領域の少なくとも１つ目と2
つ目を刺激に露出するものであり、前記少なくとも2回
の露出によって刺激に露出される領域の少なくとも１つ
の領域において、１回目の露出の終了と２回目の露出の
開始の間の時間が設定された前記所定の時間間隔にほぼ
等しいかそれより長いことを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項１４】 前記2つの領域が空間的に隔離されて
いることを特徴とする請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 前記2つの領域が連続していることを
特徴とする請求項１３記載の方法。 - 【請求項１６】 前記流体状材料層を刺激に露出する工
程が、１層のうちの少なくとも一点は少なくとも２回刺
激に露出するものであり、２回目の露出は１回目の露出
の終了後設定された前記所定の時間が経過した後行わ
れ、１回目の露出は光ビームで前記１層を第１の方向に
走査することによって行われ、２回目の露出は前記光ビ
ームで前記１層を前記第１の方向と異なる第２の方向に
走査することによって行われ、前記少なくとも一点は時
刻T1に１回目の露出を受け、時刻T２に２回目の露出を
受けるとともに時刻T1、T２が式T2-T1〜？DTPを満足す
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１７】 三次元物体の少なくとも一部を形成す
るための装置であり、 (1)その物体の形成済みの層の上
に流体状の材料の層を形成するコーティング手段、
（２）その流体状材料層を刺激に露出して、前記物体の
前記形成済みの層に結合した次の層を形成する露出手
段、（３）前記コーティング手段と前記露出手段を制御
して、互いに結合した複数の層によって前記物体を形成
するようにプログラムされたコンピュータ、および
（４）所定の時間間隔を利用するようにプログラムされ
たコンピュータからなり、 前記露出手段が、１層のうちの少なくとも１つのエレメ
ントは少なくとも２回刺激に露出して形成し、その１回
目を時刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終了させる
とともに前記時刻T1、T2間の間隔が前記所定の時間間隔
にほぼ等しいかそれより長くなるように制御されること
を特徴とする装置。 - 【請求項１８】 三次元物体の少なくとも一部を形成す
るための装置であり、 （１）その物体の形成済みの層
の上に流体状の材料の層を形成する流体層形成手段、
（２）前記物体の前記形成済みの層に結合した次の層を
形成する層形成手段、（３）互いに結合した複数の層に
よって前記物体を形成するように前記流体層形成手段と
前記層形成手段を駆動する駆動手段、および（４）所定
の時間間隔を設定する時間設定手段からなり、 前記層形成手段が、１層のうちの少なくとも１つのエレ
メントは少なくとも２回刺激に露出して形成し、その１
回目を時刻T１に終了させ、２回目を時刻T2に終了させ
るとともに前記時刻T1、T2間の間隔が前記所定の時間間
隔にほぼ等しいかそれより長くなるように駆動されるこ
とを特徴とする装置。
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|---|---|---|---|
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| US09/246,504 US6399010B1 (en) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Method and apparatus for stereolithographically forming three dimensional objects with reduced distortion |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000280359A true JP2000280359A (ja) | 2000-10-10 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000031242A Expired - Lifetime JP4015339B2 (ja) | 1999-02-08 | 2000-02-08 | 歪みの少ない三次元物体をステレオリソグラフィーで形成する方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6399010B1 (ja) |
| EP (1) | EP1025982B1 (ja) |
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| DE (1) | DE60021440T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003062914A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-03-05 | Three D Syst Inc | 三次元物体の形成方法 |
| WO2019189347A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 株式会社アスペクト | 粉末床溶融結合造形物及びその作製方法 |
Families Citing this family (64)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932145B2 (en) | 1998-11-20 | 2005-08-23 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
| US7343960B1 (en) | 1998-11-20 | 2008-03-18 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
| EP1024459A3 (en) * | 1999-01-19 | 2002-11-13 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for forming three-dimensional objects using stereolithography |
| DE19918613A1 (de) * | 1999-04-23 | 2000-11-30 | Eos Electro Optical Syst | Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes, Kalibrierungsvorrichtung und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes |
| US6649113B1 (en) * | 2000-08-11 | 2003-11-18 | Chris R. Manners | Method to reduce differential shrinkage in three-dimensional stereolithographic objects |
| JP2002316363A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-10-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光造形装置及び露光ユニット |
| WO2002098624A1 (en) | 2001-06-05 | 2002-12-12 | Mikro Systems Inc. | Methods for manufacturing three-dimensional devices and devices created thereby |
| US7785098B1 (en) | 2001-06-05 | 2010-08-31 | Mikro Systems, Inc. | Systems for large area micro mechanical systems |
| US7141812B2 (en) | 2002-06-05 | 2006-11-28 | Mikro Systems, Inc. | Devices, methods, and systems involving castings |
| DE50110728D1 (de) * | 2001-10-30 | 2006-09-21 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Verfahren zur herstellung von dreidimensionalen sinter-werkstücken |
| US8086336B2 (en) * | 2002-09-30 | 2011-12-27 | Medical Modeling Inc. | Method for design and production of a custom-fit prosthesis |
| US7306758B2 (en) * | 2003-03-13 | 2007-12-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Methods and systems for controlling printhead temperature in solid freeform fabrication |
| DE102004022961B4 (de) * | 2004-05-10 | 2008-11-20 | Envisiontec Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit Auflösungsverbesserung mittels Pixel-Shift |
| JP2008516820A (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | ロールス−ロイス・コーポレーション | 焼結セラミック物品の異方性収縮と関連づけられた方法及び装置 |
| US7758799B2 (en) * | 2005-04-01 | 2010-07-20 | 3D Systems, Inc. | Edge smoothness with low resolution projected images for use in solid imaging |
| US9415544B2 (en) * | 2006-08-29 | 2016-08-16 | 3D Systems, Inc. | Wall smoothness, feature accuracy and resolution in projected images via exposure levels in solid imaging |
| US20080116584A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-22 | Arkalgud Sitaram | Self-aligned through vias for chip stacking |
| JP5234315B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2013-07-10 | ソニー株式会社 | 光造形装置および光造形方法 |
| JP5293993B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2013-09-18 | ソニー株式会社 | 光造形装置および光造形方法 |
| EP2279499B1 (en) * | 2008-04-14 | 2016-11-23 | Rolls-Royce Corporation | Method for producing ceramic stereolithography parts |
| EP2559533B1 (en) | 2008-09-26 | 2020-04-15 | United Technologies Corporation | Casting |
| US8678805B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-03-25 | Dsm Ip Assets Bv | System and method for layerwise production of a tangible object |
| US8777602B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-07-15 | Nederlandse Organisatie Voor Tobgepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Method and apparatus for layerwise production of a 3D object |
| BRPI0923627A2 (pt) | 2008-12-22 | 2016-01-19 | Nl Organisate Voor Toegepast Natuurwetenchappelijk Onderzoek Tno | método e sistema para produção em camadas de um objeto tangível |
| GB201016169D0 (en) * | 2010-09-27 | 2010-11-10 | Materialise Nv | Method for reducing differential shrinkage in stereolithography |
| CN106564186B (zh) * | 2010-11-28 | 2020-07-28 | 斯特拉塔西斯有限公司 | 用于对象的加式制造的系统和方法 |
| CN108058373B (zh) | 2011-04-17 | 2021-03-16 | 斯特拉塔西斯有限公司 | 用于对象的增材制造的系统和方法 |
| EP2565018B1 (de) * | 2011-08-31 | 2020-12-30 | Fit Ag | Datenmodell zur Beschreibung eines mit Hilfe eines Schichtaufbauverfahrens herzustellenden Bauteils |
| US8813824B2 (en) | 2011-12-06 | 2014-08-26 | Mikro Systems, Inc. | Systems, devices, and/or methods for producing holes |
| ITVI20120183A1 (it) * | 2012-07-27 | 2014-01-28 | Dws Srl | Cartuccia per macchina stereolitografica, macchina stereolitografica comprendente tale cartuccia e metodo di produzione di tale cartuccia |
| JP5740370B2 (ja) * | 2012-09-04 | 2015-06-24 | 株式会社東芝 | 領域特定装置、方法、及びプログラム |
| CN105209972B (zh) * | 2013-03-14 | 2017-06-27 | 斯特塔西有限公司 | 增强分辨率dlp投影机设备及其使用方法 |
| US11260208B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-03-01 | Acclarent, Inc. | Dilation catheter with removable bulb tip |
| US12151073B2 (en) | 2013-08-14 | 2024-11-26 | Carbon, Inc. | Continuous liquid interphase printing |
| CA2949378A1 (en) | 2014-06-20 | 2015-12-23 | Carbon, Inc. | Three-dimensional printing with reciprocal feeding of polymerizable liquid |
| CZ2015635A3 (cs) * | 2015-09-17 | 2016-11-16 | České Vysoké Učení Technické V Praze, Fakulta Elektrotechnická | Osvitová jednotka zejména pro 3D tiskárny SLA |
| US11141919B2 (en) | 2015-12-09 | 2021-10-12 | Holo, Inc. | Multi-material stereolithographic three dimensional printing |
| WO2017196348A1 (en) | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Tracking cooling time for 3d printing trolley |
| US11155034B2 (en) | 2016-06-27 | 2021-10-26 | General Electric Company | System and method for distortion mitigation and compensation in additive manufacturing processes through B-spline hyperpatch field |
| US11318678B2 (en) | 2016-07-04 | 2022-05-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Preparing a base for additive manufacturing |
| CN108327253B (zh) * | 2017-01-19 | 2021-08-06 | 上海普利生机电科技有限公司 | 光固化型三维打印方法和设备 |
| US10695865B2 (en) | 2017-03-03 | 2020-06-30 | General Electric Company | Systems and methods for fabricating a component with at least one laser device |
| GB2564956B (en) | 2017-05-15 | 2020-04-29 | Holo Inc | Viscous film three-dimensional printing systems and methods |
| CN108927993B (zh) * | 2017-05-26 | 2020-12-15 | 三纬国际立体列印科技股份有限公司 | 多光源模块的光固化3d打印方法 |
| US10245785B2 (en) | 2017-06-16 | 2019-04-02 | Holo, Inc. | Methods for stereolithography three-dimensional printing |
| US10518356B2 (en) | 2018-02-05 | 2019-12-31 | General Electric Company | Methods and apparatus for generating additive manufacturing scan paths using thermal and strain modeling |
| US10668664B1 (en) | 2018-11-09 | 2020-06-02 | Thermwood Corporation | Systems and methods for printing components using additive manufacturing |
| CN113474147A (zh) | 2018-12-26 | 2021-10-01 | 霍洛公司 | 用于三维打印系统和方法的传感器 |
| US11458685B2 (en) * | 2019-04-12 | 2022-10-04 | 3D Systems, Inc. | Large array stereolithography with efficient optical path |
| US11221610B1 (en) | 2019-09-30 | 2022-01-11 | General Electric Company | Optimized support design for sintering parts with complex features |
| US11707883B2 (en) | 2020-11-20 | 2023-07-25 | General Electric Company | Foil interaction device for additive manufacturing |
| CN114801184B (zh) * | 2021-01-29 | 2024-02-02 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 光固化成形方法 |
| US11865780B2 (en) | 2021-02-26 | 2024-01-09 | General Electric Company | Accumalator assembly for additive manufacturing |
| US12311594B2 (en) * | 2021-04-21 | 2025-05-27 | University Of Dayton Research Institute | Pulse cure of ultraviolet light curable materials |
| US11951679B2 (en) | 2021-06-16 | 2024-04-09 | General Electric Company | Additive manufacturing system |
| US11731367B2 (en) | 2021-06-23 | 2023-08-22 | General Electric Company | Drive system for additive manufacturing |
| US11958249B2 (en) | 2021-06-24 | 2024-04-16 | General Electric Company | Reclamation system for additive manufacturing |
| US11958250B2 (en) | 2021-06-24 | 2024-04-16 | General Electric Company | Reclamation system for additive manufacturing |
| US11826950B2 (en) | 2021-07-09 | 2023-11-28 | General Electric Company | Resin management system for additive manufacturing |
| US12370741B2 (en) | 2021-08-13 | 2025-07-29 | General Electric Company | Material deposition assembly for additive manufacturing |
| US12296535B2 (en) | 2021-08-24 | 2025-05-13 | General Electric Company | Attachment structure for additive manufacturing |
| US11813799B2 (en) | 2021-09-01 | 2023-11-14 | General Electric Company | Control systems and methods for additive manufacturing |
| EP4249216A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-09-27 | General Electric Company | Systems and methods for additive manufacturing |
| US12403654B2 (en) | 2022-09-30 | 2025-09-02 | General Electric Company | Systems and methods for additive manufacturing |
Family Cites Families (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575330A (en) | 1984-08-08 | 1986-03-11 | Uvp, Inc. | Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
| US4961154A (en) | 1986-06-03 | 1990-10-02 | Scitex Corporation Ltd. | Three dimensional modelling apparatus |
| US4752352A (en) | 1986-06-06 | 1988-06-21 | Michael Feygin | Apparatus and method for forming an integral object from laminations |
| US4863538A (en) | 1986-10-17 | 1989-09-05 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for producing parts by selective sintering |
| JPH0675925B2 (ja) | 1986-12-10 | 1994-09-28 | 富士通株式会社 | 立体形状形成装置 |
| US5015312A (en) | 1987-09-29 | 1991-05-14 | Kinzie Norman F | Method and apparatus for constructing a three-dimensional surface of predetermined shape and color |
| US4945032A (en) | 1988-03-31 | 1990-07-31 | Desoto, Inc. | Stereolithography using repeated exposures to increase strength and reduce distortion |
| US5256340A (en) | 1988-04-18 | 1993-10-26 | 3D Systems, Inc. | Method of making a three-dimensional object by stereolithography |
| US5076974A (en) | 1988-04-18 | 1991-12-31 | 3 D Systems, Inc. | Methods of curing partially polymerized parts |
| US4999143A (en) | 1988-04-18 | 1991-03-12 | 3D Systems, Inc. | Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
| US5059359A (en) | 1988-04-18 | 1991-10-22 | 3 D Systems, Inc. | Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
| US5965079A (en) | 1995-04-25 | 1999-10-12 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography |
| KR0178873B1 (ko) | 1988-04-18 | 1999-05-15 | 찰스 윌리엄 헐 | 스테레오리소그래픽 커얼 감소 |
| US5184307A (en) | 1988-04-18 | 1993-02-02 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for production of high resolution three-dimensional objects by stereolithography |
| CA1339750C (en) * | 1988-04-18 | 1998-03-17 | William Charles Hull | Stereolithographic curl reduction |
| US5182056A (en) | 1988-04-18 | 1993-01-26 | 3D Systems, Inc. | Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths |
| ATE223299T1 (de) | 1988-04-18 | 2002-09-15 | 3D Systems Inc | Stereolithografische cad/cam-datenkonversion |
| US5174931A (en) | 1988-09-26 | 1992-12-29 | 3D Systems, Inc. | Method of and apparatus for making a three-dimensional product by stereolithography |
| JP2676838B2 (ja) * | 1988-10-24 | 1997-11-17 | ソニー株式会社 | 立体像形成方法 |
| US5234636A (en) | 1989-09-29 | 1993-08-10 | 3D Systems, Inc. | Methods of coating stereolithographic parts |
| US5133987A (en) | 1989-10-27 | 1992-07-28 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic apparatus and method |
| US5182715A (en) | 1989-10-27 | 1993-01-26 | 3D Systems, Inc. | Rapid and accurate production of stereolighographic parts |
| US5121329A (en) | 1989-10-30 | 1992-06-09 | Stratasys, Inc. | Apparatus and method for creating three-dimensional objects |
| IL96166A (en) * | 1989-10-30 | 1993-02-21 | 3D Systems Inc | Stereolithographic construction techniques |
| US5204055A (en) | 1989-12-08 | 1993-04-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Three-dimensional printing techniques |
| US5597520A (en) | 1990-10-30 | 1997-01-28 | Smalley; Dennis R. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
| US5209878A (en) | 1990-10-30 | 1993-05-11 | 3D Systems, Inc. | Surface resolution in three-dimensional objects by inclusion of thin fill layers |
| US5238639A (en) | 1990-10-31 | 1993-08-24 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for stereolithographic curl balancing |
| US5429908A (en) * | 1993-04-12 | 1995-07-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Exposure method for reducing distortion in models produced through solid imaging by forming a non-continuous image of a pattern which is then imaged to form a continuous hardened image of the pattern |
| EP0738583B1 (en) | 1993-12-29 | 1998-10-14 | Kira Corporation | Sheet laminate forming method |
| AU2365595A (en) | 1994-04-25 | 1995-11-16 | 3D Systems, Inc. | Enhanced building techniques in stereolithography |
| US5717599A (en) | 1994-10-19 | 1998-02-10 | Bpm Technology, Inc. | Apparatus and method for dispensing build material to make a three-dimensional article |
| US5633021A (en) | 1994-10-19 | 1997-05-27 | Bpm Technology, Inc. | Apparatus for making a three-dimensional article |
| US5555176A (en) | 1994-10-19 | 1996-09-10 | Bpm Technology, Inc. | Apparatus and method for making three-dimensional articles using bursts of droplets |
| US5572431A (en) | 1994-10-19 | 1996-11-05 | Bpm Technology, Inc. | Apparatus and method for thermal normalization in three-dimensional article manufacturing |
| EP0807014B1 (en) | 1995-02-01 | 2002-05-02 | 3D Systems, Inc. | Rapid recoating of three-dimensional objects formed on a cross-sectional basis |
| KR100450359B1 (ko) | 1995-09-27 | 2004-11-16 | 3디 시스템즈 인코오퍼레이티드 | 3차원물체및지지물을형성하기위한선택적피착모델링방법 |
| US5840239A (en) | 1997-01-31 | 1998-11-24 | 3D Systems, Inc. | Apparatus and method for forming three-dimensional objects in stereolithography utilizing a laser exposure system having a diode pumped frequency quadrupled solid state laser |
| US5945058A (en) | 1997-05-13 | 1999-08-31 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for identifying surface features associated with selected lamina of a three-dimensional object being stereolithographically formed |
| US6084980A (en) | 1997-05-13 | 2000-07-04 | 3D Systems, Inc. | Method of and apparatus for deriving data intermediate to cross-sectional data descriptive of a three-dimensional object |
| US5902538A (en) | 1997-08-29 | 1999-05-11 | 3D Systems, Inc. | Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations |
-
1999
- 1999-02-08 US US09/246,504 patent/US6399010B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
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