JP2020508903A - オーバーラップする光エンジンを有する三次元プリントシステム - Google Patents

オーバーラップする光エンジンを有する三次元プリントシステム Download PDF

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Abstract

三次元プリントシステム（２）は、層ごとのプロセスにより製造対象の三次元物体（１２）を形成するよう構成される。製造対象の三次元物体の下面（２４）上に光硬化樹脂（６）を選択的に付加することにより、層が形成される。三次元プリントシステムは、樹脂中で対応する複数の構築フィールド（３１）を画定するよう構成される複数の光エンジン（３０）を含む。複数の構築フィールドは、１つ以上のオーバーラップ・ゾーン（３２）を画定する。複数の光エンジンは、光エンジンエッジ欠陥およびアーチファクトに対応するオーバーラップ・ゾーン内の拡張閾値ゾーン（３４Ａ、３４Ｂ）を画定するよう構成される。光エンジンは、光エンジンに対応する構築フィールドのエッジに近接する拡張閾値ゾーンに亘って特定の閾値未満の透明値を与える。

Description

関連出願の相互参照
この非仮特許出願は、Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下でここに参照することによって援用される、２０１７年２月２８日出願のＧｕｔｈｒｉｅ Ｃｏｏｐｅｒによる「Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｅｎｇｉｎｅｓ」と題された米国仮特許出願第６２／４６４，７４３号に対する優先権を主張する。
本開示は、複数の光エンジンを用いた液状の光子硬化可能な（光硬化）樹脂の固化によって、製造対象の三次元物体をデジタル製作する装置および方法に関するものである。より詳細には、本開示は、光エンジン間の遷移ゾーンにおけるアーチファクト（artifacts）を最小限にする、複数の光エンジンを組み合わせる方法に関するものである。
三次元プリンターは、広範に使用されるようになってきている。三次元プリンター技術の例として数例を挙げると、ステレオリソグラフィ、選択的レーザ焼結、および熱溶解積層法が含まれる。ステレオリソグラフィベースのプリンターは、製造対象の三次元物体が形成されるまで液状の光硬化樹脂を一度に一層ずつ選択的に硬化または固化するために、制御可能な光エンジンを利用している。いくつかの実施形態では、光エンジンは、空間光変調器を照明する光源を含む。
光源と組み合わせた空間光変調器は、光硬化樹脂内の「構築平面」を照射し、樹脂を選択的に硬化する。構築平面は、空間光変調器のピクセル要素に対応するピクセル要素に分けられる。標準的な空間光変調器は、１００万以上のピクセル要素を有する。これは、製造対象の比較的小さい物体のために高解像度を提供しうる。製造対象のより大きい物体では、単一の空間光変調器を用いると、サイズに対応するために臨界寸法が生じる。
より大きいサイズおよびより小さい臨界寸法を提供するための１つの方法は、光エンジンを組み合わせて構築平面を画定することである。しかしながら、これは課題を有する。１つの光エンジンが終わり別の光エンジンが開始する「横方向継ぎ目（lateral seam）」領域が、製造対象の三次元物体の重要場部分を作製するために利用される。このことは、光エンジンがエッジアーチファクトおよび欠陥を有する傾向にあり、これらは横方向継ぎ目領域の品質に悪影響を与えうるので、問題となりうる。これらのアーチファクトおよび欠陥の硬化を抑制しながら、光エンジンを組み合わせる必要がある。
本開示の第１の態様において、三次元プリントシステムは、積層工程により製造対象の三次元物体を形成するよう構成される。層は、製造対象の三次元物体の下面の上に光硬化樹脂を選択的に付加することにより形成される。層は、「複合構築平面」に近接しかつその上の樹脂を固化することにより形成され、複合構築平面は、三次元プリントシステムによりアドレス可能な二次元横方向領域である。三次元プリントシステムは、容器、複数の光エンジン、およびコントローラを含む。容器は、光硬化樹脂を含むためのものである。複数の光エンジンは、少なくとも第１の光エンジンおよび第２の光エンジンを含む。第１の光エンジンは第１の構築フィールドを画定し、第２の光エンジンは第２の構築フィールドを画定する。第１の構築フィールドおよび第２の構築フィールドは、オーバーラップ・ゾーンに沿ってオーバーラップする。第１の光エンジンは、以下の工程を行うように構成される：（ａ）第１の構築フィールドに対応する第１の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；（ｂ）第１の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、第１の光エンジンの第１のピクセル要素に対応する第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理がオーバーラップ・ゾーン内の第１のピクセル要素に第１の透明マスクを適用する工程を含み、第１の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の遷移ゾーンを画定し、拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき第１の構築フィールドのエッジに近接する第１の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、第１の透明マスクは、拡張閾値領域における透明閾値より低い第１の透明値を有する、工程；および（ｃ）第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて第１の構築フィールドに光エネルギーを供給し、樹脂を選択的に硬化する工程。
１つの実装形態において、三次元プリントシステムはさらに、垂直方向に製造対象の三次元物体を平行移動するための移動機構を含む。コントローラは、複数の光エンジンおよび移動機構に電気的に接続または無線接続されている。三次元プリントシステムは、プロセッサおよび情報記憶装置を含む。情報記憶装置は、プロセッサにより実行されると、複数の光エンジン、移動機構、および三次元プリントシステム内の他の装置をコントロールする命令を記憶する。プロセッサおよび情報記憶装置は、コントローラ内に配置されてもよい、または、コントローラと光エンジンとの間に分散されてもよい。プロセッサおよび情報記憶装置は、単一の集積回路内に統合されてもよい、または、１つの場所にあるおよび／または三次元プリントシステム内に分配されてもよい複数の集積回路の中に分散されてもよい。
別の実装形態において、透明閾値は、６パーセント未満である。別の実施形態において、透明閾値は、４パーセント未満である。さらに別の実施形態において、透明閾値は、２パーセント以下である。
さらに別の実装形態において、オーバーラップ・ゾーンは、少なくとも約２０ピクセル幅であり、この幅は構築フィールド間のオーバーラップの程度を画定する。別の実装形態において、オーバーラップ・ゾーンは、少なくとも約５０ピクセル幅である。さらに別の実装形態において、オーバーラップ・ゾーンは、少なくとも約１００ピクセル幅である。さらなる実施形態において、オーバーラップ・ゾーンは、１００〜１６０ピクセル幅である。さらなる実施形態において、オーバーラップ・ゾーンは、１１０〜１５０ピクセル幅である。別の実施形態において、オーバーラップ・ゾーンは、１２０〜１４０ピクセル幅である。
さらなる実施形態において、拡張閾値ゾーンは、少なくとも５ピクセル幅である。別の実施形態において、拡張閾値ゾーンは、少なくとも１０ピクセル幅である。さらに別の実施形態において、拡張閾値領域は、少なくとも１５ピクセル幅である。さらなる実施形態において、拡張閾値領域は、少なくとも１９ピクセル幅である。
さらなる実装形態において、遷移ゾーン中の透明度の平均勾配の大きさは、第１の拡張閾値ゾーン中の透明度の平均勾配の大きさの少なくとも２倍である。遷移ゾーンまたは拡張閾値ゾーンのいずれかにおける勾配は概して、オーバーラップ・ゾーンの短軸に沿って方向づけられる。
別の実装形態において、第２の光エンジンは、以下の工程を行うように構成される：（ａ）第２の構築フィールドに対応する第２の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；（ｂ）第２の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、第２の光エンジンの第２のピクセル要素に対応する第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理がオーバーラップ・ゾーン内の第２のピクセル要素に第２の透明マスクを適用する工程を含み、第２の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の第２の遷移ゾーンを画定し、拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき第２の構築フィールドのエッジに近接する第２の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、第２の透明マスクは、第２の拡張閾値領域における透明閾値より低い第２の透明値を有する、工程；および（ｃ）第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて第２の構築フィールドに光エネルギーを供給し、樹脂を選択的に硬化する工程。１つの実施形態において、第１の透明値および第２の透明値の合計は、オーバーラップ・ゾーンにおいて１００パーセントに実質的に等しい。別の実施形態において、複数の光エンジンは、第３の光エンジンおよび第４の光エンジンを含み、第３の光エンジンは第３の構築フィールドを画定し第４の光エンジンは第４の構築フィールドを画定し、第１、第２、第３、および第４の構築フィールドはオーバーラップして４フィールドオーバーラップ・ゾーンを画定し、第１の透明マスクはさらに、遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを画定し、第１の透明値は、４面拡張閾値ゾーンにおける閾値よりも低い。
さらに別の実装形態において、第１の光エンジンはさらに、第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットし、イメージフレームを規定しこのイメージフレームをデジタルミラーデバイスに供給するよう構成される。１つの実施形態において、第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットする工程は、ピクセル要素エネルギー値を、ビット平面のシーケンスを表すバイナリ数に変換する工程を含む。
本開示の第２の態様において、三次元プリントシステムは、積層工程により製造対象の三次元物体を形成するよう構成される。層は、製造対象の三次元物体の下面の上に光硬化樹脂を選択的に付加することにより形成される。層は、「複合構築平面」に近接しかつその上の樹脂を固化することにより形成され、複合構築平面は、三次元プリントシステムによりアドレス可能な二次元横方向領域である。三次元プリントシステムは、容器、複数の光エンジン、およびコントローラを含む。容器は、光硬化樹脂を含むためのものである。複数の光エンジンは、対応する複数の構築フィールドを画定する。複数の構築フィールドは、複合構築平面を集合的に画定する。複数の構築平面は、１つ以上のオーバーラップ・ゾーンを画定し、各オーバーラップ・ゾーンは、横方向ＸおよびＹ軸に沿って画定される。複数の光エンジンは、以下の工程を行うように集合的に構成される：（ａ）複数の構築フィールドに対応する複数の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；（ｂ）複数の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、対応する複数のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が１つ以上のオーバーラップ・ゾーンに複数の透明マスクを適用する工程を含み、複数の透明マスクが、少なくとも１つの横方向に沿って変化する光エンジンのための透明値を画定し、複数の透明マスクが、遷移ゾーンに隣接する拡張閾値ゾーンを画定し、拡張閾値ゾーン内の透明値は、横方向の限界に近い光エンジンについて６パーセント未満である、工程；および（ｃ）スケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて複合構築平面に光エネルギーを供給し、樹脂を選択的に硬化する工程。
１つの実装形態において、１つ以上のオーバーラップ・ゾーンは、２フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、その上で２つの構築フィールドがオーバーラップする。２フィールドオーバーラップ・ゾーンは、軸Ｘに沿って画定される主軸を有する。２フィールドオーバーラップ・ゾーン内の所定の光エンジンについての透明値Ｔ（Ｙ）は、軸Ｙに沿って勾配ＧＲＡＤＴ（Ｙ）を有する。２フィールドオーバーラップ・ゾーンは、その間に遷移ゾーンを有する２つの構築フィールドのエッジに近接する２つの拡張閾値ゾーンを含む。１つの実施形態において、２フィールドオーバーラップ・ゾーンの遷移ゾーン内のＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさは、２フィールドオーバーラップ・ゾーンの拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさの少なくとも２倍である。別の実施形態において、Ｔ（Ｙ）は、光エンジンの１つについて拡張閾値ゾーンにおいて４パーセント未満である。さらに別の実施形態において、Ｔ（Ｙ）は、光エンジンの１つについて拡張閾値ゾーンにおいて２パーセント未満である。
別の実装形態において、１つ以上のオーバーラップ・ゾーンは、４フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、その上で４つの異なる構築フィールドがオーバーラップする。４フィールドオーバーラップ・ゾーンは、遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを含む。１つの実施形態において、４フィールドオーバーラップ・ゾーン内の透明値Ｔ（Ｘ，Ｙ）は、横軸ＸおよびＹで変化する勾配ＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）を有する。別の実施形態において、４フィールドオーバーラップ・ゾーンは、実質的に四角の形状を有する。遷移ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）は、拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の大きさの少なくとも２倍の大きさを有しうる。
例示的な三次元プリントシステムの概略ブロック図 複合構築平面を形成するためのオーバーラップする２つの構築フィールドの概念図 ２つの構築フィールド間のオーバーラップ・ゾーンの一部を示す概念図 例示的な光エンジンの電気的ブロック図 複数の光エンジンを有する三次元プリントシステム２の例示的な動作方法を示すフローチャート ２つのオーバーラップする光エンジンのための透明度マップの第１の実施形態を示す図 ２つのオーバーラップする光エンジンのための透明度マップの第２の実施形態を示す図 複合構築平面を形成するためのオーバーラップする４つの構築フィールドの概念図 ４フィールドオーバーラップ・ゾーンの概念図 三次元プリントシステムのためのスタートアップ手順を示すフローチャート
図１は、例示的な三次元プリントシステム２の概略ブロック図である。この図および後続の図を説明するに際し、互いに直交する軸Ｘ、ＹおよびＺが使用される。軸ＸおよびＹは横軸である。いくつかの実施形態では、ＸおよびＹは水平方向軸でもある。軸Ｚは中心軸である。いくつかの実施形態では、Ｚは垂直方向軸である。いくつかの実施形態では、方向＋Ｚは全体的に上に向かう方向であり、方向−Ｚは全体的に下に向かう方向である。
三次元プリントシステム２は、光硬化可能な樹脂６を含む容器４を備えている。容器４は、容器４の下方表面９の少なくとも一部を規定する、透明シート８を含んでいる。複合光エンジン１０は、透明シート８を介して上方に光を投射して光硬化樹脂６を固化するように配されており、これにより、製造対象の三次元物体１２が形成される。製造対象の三次元物体１２は、固定具１４に取り付けられている。固定具１４を垂直方向軸Ｚに沿って移動させるために、移動機構１６が固定具１４に連結されている。
コントローラ１８は、光エンジン１０および移動機構１６に電気的に接続または無線接続されている。コントローラ１８は、情報記憶装置２２に接続されたプロセッサ２０を含んでいる。情報記憶装置は、非一時的なまたは不揮発性の記憶装置（図示せず）を含んでおり、その非一時的なまたは不揮発性の記憶装置は、プロセッサ２０により実行される際に、移動機構１６および／または複合光エンジン１０を作動する命令を記憶している。コントローラ１８は、単一のＩＣ（集積回路）または複数のＩＣに含まれてもよい。コントローラ１８は、１つの場所にあるものであってもよいし、三次元プリントシステム２内の複数の場所に分散させられたものであってもよい。プロセッサ２０は、光エンジン１０と移動機構１６とを制御する。
製造対象の三次元物体１２は、透明シート８に対向する下面２４を有している。下面２４と透明シート８との間には、光硬化樹脂の薄層２６が存在する。複合光エンジン１０が透明シート８を介して光エネルギーを印加すると、それにより、下面２４と一致するまたは下面２４の近傍にある「複合構築平面」２８近傍の樹脂が重合する。
複合光エンジン１０は、２つ以上の個々の光エンジン３０から形成される。図１は、２つの光エンジン３０Ａおよび３０Ｂの組合せにより形成される複合光エンジンを示す。図示される矢印は、各光エンジン３０が構築平面２８の異なる部分を照射することを示す。１つの光エンジン３０により照射される構築平面２８の部分は、光エンジン３０についての「構築フィールド」３１と称される。図示に従って、光エンジン３０Ａおよび３０Ｂについての構築フィールド３１は、「オーバーラップ・ゾーン」３２の上でオーバーラップする。
例示的な実施形態において、光エンジン３０は、十分に近い近傍に配され、それにより同じイメージ平面に平行である。これにより、２つの光エンジン３０によって生じたピクセル要素３５（図２参照）が、同じ最適横方向ピッチＰおよび横方向寸法Ｓを有することが可能となる。図２の図示される実施形態において、ピクセル横方向寸法Ｓは、ピッチＰより大きく、それにより、ピクセル要素３５は横方向寸法に沿ってオーバーラップする。
複合光エンジン１０はまた、温度制御モジュール１１を備える。温度制御モジュール１１は、光エンジン３０を囲む環境における最適温度を提供する。光エンジン３０の部品および位置合わせは温度に敏感であり、このことはオーバーラップ・ゾーン３２において特に重要である。温度の調節をしないと、ピクセルサイズ、位置合わせなどは均一とならないかもしれない。１つの実施形態において、温度制御モジュール１１は、光エンジン３０のために適度に上昇する温度環境を維持するための温度センサおよびヒーターを備えてもよい。
別の実施形態において、各光エンジン３０は、別個の温度制御モジュール１１を有する。別個の温度制御モジュール１１を利用して、光エンジン３０のために一定のかつ最適な温度を確保することができる。
さらに別の実施形態において、複合光エンジン１０は、樹脂６の上に配される。この実施形態において、固定具１４は、樹脂６内で上昇および下降するプラットフォームである。
図２は、２つの光エンジン３０Ａおよび３０Ｂのための複合構築平面２８を示す。光エンジン３０Ａは構築フィールド３１Ａを規定し、光エンジン３０Ｂは構築フィールド３１Ｂを規定する。構築フィールド３１Ａおよび３１Ｂは、組み合わされて複合構築平面２８を規定する。オーバーラップ・ゾーン３２もまた図示され、その上で構築フィールド３１Ａおよび３１Ｂがオーバーラップする。オーバーラップ・ゾーン３２は、光エンジン３０Ａの横方向限界により規定される第１のエッジ３３Ａを有する。オーバーラップ・ゾーン３２は、光エンジン３０Ｂの横方向限界により規定される第２のエッジ３３Ｂを有する。図示されるように、エッジ３３Ａおよび３３Ｂは、オーバーラップ・ゾーン３２の長軸である軸Ｘに沿って伸長する。軸Ｙは、オーバーラップ・ゾーン３２の長軸に垂直であり、オーバーラップの方向である。
複合構築平面２８および構築フィールド３１Ａおよび３１Ｂは長方形として図示されているが、実際は歪んだ形状を有してもよい。光エンジン３０の不十分な光によって導入される欠陥は、さまざまのアーチファクトを含みうる。これらのいくつかは、２つ例をあげると、「樽型歪み」および「キーストーン効果」として知られる。光エンジン３０Ａおよび３０Ｂにより規定されるエッジ３３Ａおよび３３Ｂは、波状であるか、歪んでいる、または、軸Ｘに関して一定の角度を規定しうる。
各構築フィールド３１は、ピクセル要素３５の長方形アレイを規定する。説明の目的が非常に大きく単一のピクセル要素３５が図２に示されるが、各構築フィールド３１は、１００万以上のピクセル要素３５を有するであろう。ピクセル要素は、ピッチＰだけ横軸ＸおよびＹに沿って間隔をあけられる。各ピクセル要素は、実質的に四角の形状であり、Ｓの横方向寸法を有する。好ましい実施形態において、ピクセル要素３５がある程度構築フィールド３１においてオーバーラップするように、Ｓ＞Ｐである。これによって、製造対象の三次元物体１２の滑らかで均一な表面仕上げが提供される。したがって、ピクセル要素３５はわずかに焦点がはずれる。例示的な実施形態において、ピッチＰは、５０〜６０マイクロメートルの範囲内または約５６マイクロメートルである。横方向ピクセル寸法Ｓは、約９０〜１００マイクロメートルの範囲内または約９４マイクロメートルである。他のオーバーラップ構成が異なる寸法で可能である。また、異なる長さおよび幅を有する長方形のピクセルを用いてもよい。ピクセル要素間のこのオーバーラップ構成は、オーバーラップ・ゾーン３２におけるスムーズな移動に有利である。
図３は、エッジ３３Ａおよび３３Ｂにより境界を示されるオーバーラップ・ゾーン３２の一部の拡大図を示す。オーバーラップ・ゾーン３２はさらに、２つの拡張閾値ゾーン３４Ａおよび３４Ｂ、および遷移ゾーン３６に分割されうる。拡張閾値ゾーン３４は、光変調器３０により規定される実際のエッジのＹにおける最悪の場合の変化により規定される。拡張閾値ゾーン３４の内側の境界３８が存在する。境界３３と３８との間は、拡張閾値領域幅であり、光エンジン３０により生じる全てのエッジ−関連の凹凸、アーチファクト、および変化が含まれる。遷移ゾーン３６は、オーバーラップ・ゾーン３２における任意の明らかな継ぎ目を避けるためにその上で光エンジン３０が上下に傾斜されるゾーンである。
拡張閾値ゾーン３４Ａ内において、構築フィールド３１Ａは、光エンジン３０Ａの横方向限界に近い。拡張閾値ゾーン３４Ｂ内において、構築フィールド３１Ｂは、光エンジン３０Ｂの横方向限界に近い。
図４は、例示的な光エンジン３０の電気的ブロック図である。光エンジン３０は、情報記憶装置４２、光源モジュール４６、およびデジタルミラーデバイスモジュール４４に接続されるシステムプロセッサ４０を含む。デジタルミラーデバイスモジュール４４は、イメージスケーラ４８、デジタルミラーデバイスフォーマッタ５０、およびデジタルミラーデバイス５２を含んでいる。光源モジュール４６は、光源ドライバ５４および光源５６を含んでいる。
システムプロセッサ４０は、光エンジン３０の動作を統合する。システムプロセッサ４０は、光エンジン３０により照射される構築フィールド３１に対応する入射スライスエネルギーデータアレイを受け取るように構成される。入射スライスエネルギーデータアレイは、ＸおよびＹ方向の位置に対して印加される光硬化エネルギーを規定する、エネルギー値の二次元アレイを定義する。ＸおよびＹ方向におけるエネルギー値のピッチは、空間光変調器５２上のピクセルアレイに対応するものであっても、対応しないものであってもよい。システムプロセッサ４０は、入射スライスエネルギーデータアレイを、デジタルミラーデバイスモジュール４４のイメージスケーラ４８に伝達する。
情報記憶装置４２は、システムプロセッサ４０のための入射または処理済データを記憶する１つまたは複数のメモリデバイスを含み得る。かかるデータは、入射スライスエネルギーデータアレイを含み得る。
イメージスケーラ４８は、オーバーラップ・ゾーン３２のための、修正、較正、スケーリングおよび透明度調整のうちの１つ以上を提供するように、スライスエネルギーデータアレイを処理する。修正は、湾曲歪みの補正（de-warping）、または樽型歪みならびにキーストーン効果といったような歪みの補正を含む。較正は、光源５６の出力、および光エンジン３０から構築平面２８までの光路長の変化に対する、補償を含み得る。スケーリングは、再マッピング、およびフレームの再スケーリングを含み得る。再マッピングは、入射データアレイピッチを、デジタルミラーデバイス５２のピクセルアレイのピッチに変換する処理である。フレームの再スケーリングは、ピクセルごとの合計エネルギーから、１つのフレームのピクセルごとのエネルギーへの、エネルギー値のスケーリングである。フレームの再スケーリングは、フレーム周期が硬化時間と異なる場合に必要とされる。透明度調整は、オーバーラップ・ゾーン３２において正しいエネルギー値を提供するためのエネルギー調節に関する。代替的な実施形態において、修正、較正、スケーリングおよび透明度調整の一部は、コントローラ１８によって実行されてもよいし、デジタルミラーデバイスフォーマッタ５０によって実行されてもよい。イメージスケーラ４８は、スケーリングされたエネルギーデータアレイを、デジタルミラーデバイスフォーマッタ５０へと受け渡す。
デジタルミラーデバイスフォーマッタ５０は、スケーリングされたエネルギーデータアレイを、デジタルミラーデバイス５２と直接互換性のあるイメージフレームに変換する。スケーリングされたエネルギーデータアレイは、各ピクセルにつき、（フレーム周期に対して）スケーリングされたエネルギー値を有する。デジタルミラーデバイスフォーマッタ５０は、エネルギー値の各々を、変動する幅または持続時間を有するビット平面のシーケンスに対応するバイナリ数に変換する。次いで、生じたデジタルミラーデバイスフォーマッタ５０は、１つまたは複数のイメージフレームをデジタルミラーデバイス５２へ送る。
システムプロセッサ４０は、コントローラ１８から切換信号を受信し、その切換信号を、光源モジュール４６の光源ドライバ５４に受け渡すように構成されている。光源ドライバ５４は、光源５６に電力を付与する。１つの例示的な実施形態では、光源５６は、紫外（ＵＶ）光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）とされる。切換信号は、光源５６をアクティブ化する（オン状態とする）「オン」信号と、光源５６を非アクティブ化する（オフ状態とする）「オフ」信号とを含む。別の実施形態では、光源５６は、１つまたは複数のレーザおよび青色光発光器を含むものとされる。
例示的な実施形態において、光源５６は、３４０ナノメートル（ｎｍ）、３５５ｎｍ、約３６５ｎｍ、および／または４０５ｎｍの１つまたは複数である最適波長ピークを発する。これらの最適波長は、光硬化可能樹脂６中で用いられる光開始剤によって容易に吸収され、それにより、必要とされる光開始剤の量が減少する。このことによって今度は、重合効率が改善され、それにより、オーバーラップ・ゾーン３２における混合の不連続が低減される。
図３には、光エンジン３０を介するおよび光エンジン３０からの光の伝達も図示されている（より太い矢印５８および５９）。要素５８は、光源５６により発せられた「生の」または処理を受けていない光を表している。要素５９は、デジタルミラーデバイス５２により光学系に向けて反射されたピクセル化された光を表しており、その後、光学系が、ピクセル化された光を構築平面２８へと届ける。
光エンジン３０はまた、構築フィールド３１上にピクセル要素３５の焦点を最適に合わせるための焦点制御システム４７を含む。１つの実施形態において、焦点制御システム４７は、光エンジン３０中の光学系を調製するためのステッピング・モーターを含む。特定の実施形態において、焦点制御システム４７は、個々のピクセル要素３５寸法Ｓを感知するセンサを含む。
図５は、複合光エンジン１０に組み立てられた複数の光エンジン３０を有する三次元プリントシステム２の例示的な動作方法６０を表したフローチャートである。各光エンジン３０は、別個の構築フィールド３１を照射する。構築フィールド３１は、横方向に部分的にオーバーラップし、複合構築フィールド２８を規定する。構築フィールド３１間の横方向のオーバーラップは、「オーバーラップ・ゾーン」である。
本発明の方法は、最初のステップ６２により開始し、ここで各光エンジンは透明度マップを含む。２つの光エンジン３０のオーバーラップについての例示的な透明度マップが、図６Ａおよび６Ｂに示される。所定の光エンジン３０についての透明度マップは、光エンジン３０に記憶されてもよい、または、コントローラ１８のメモリ２２に記憶されてもよい。ステップ６４〜７４は、１つの光エンジン３０について説明されるが、この手順は、製造対象の物体を形成するために利用されている全ての光エンジン３０について並行して行われることが理解されるべきである。
ステップ６４に従って、光エンジン３０は、入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る。ステップ６６に従って、光エンジン３０は、入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、修正、較正、およびスケーリングを提供する。ステップ６８に従って、光エンジン３０は、データアレイを処理し、オーバーラップ・ゾーン内のエネルギー値を低減する透明度マップを適用する。ステップ７０に従って、光エンジン３０は、スケーリングされたエネルギーデータをフォーマットし、光エンジンと互換性のあるイメージフレームを提供する。ステップ７２に従って、光エンジン３０は、フレームデータを用いてデジタルミラーデバイス５２をアクティブ化する。光エンジン３０は、光源５６もアクティブ化する。ステップ７２中、樹脂６の層は、構築平面２８の近傍でかつ製造対象の三次元物体１２の下面２４上に、選択的に硬化される。ステップ７４に従って、下面は、増分的に上方に移動される。製造対象の三次元物体１２が完全に形成されるまで、ステップ６４〜７４が繰り返される。
図６Ａは、２つのオーバーラップする光エンジン３０Ａおよび３０Ｂについての透明度マップの第１の実施形態を示す。透明度マップは、オーバーラップ・ゾーン３２の長軸に略垂直なＹ軸に沿った位置に対する透明度をプロットする。所定のピクセル要素について、透明度は、利用されるエネルギー値のパーセンテージである。透明度マップがないと、オーバーラップ・ゾーン３２に印加されるエネルギーは、最大１００％と高すぎる。したがって、ＡおよびＢマップは相補的である−所定のＹ値において、一方の透明度はＴ（Ｙ）であり他方は１００％−Ｔ（Ｙ）である。
オーバーラップ・ゾーン３２は、３３Ｂおよび３３ＡのＹ値の間の領域である。光エンジン３０Ｂについての構築フィールド３１Ｂのエッジは、縦線３３Ｂにより表される。エッジ３３Ｂにおいて、光エンジン３０Ｂについての透明度ＴＢ（Ｙ）は０パーセントである。右に移動すると、ＴＢ（Ｙ）の値は増加し、光エンジンＡのエッジ３３Ａにおいて１００％に達する。３３Ｂと３３Ａとの間で移動すると、ＴＡ（Ｙ）＋ＴＢ（Ｙ）＝１００％である。
３３Ｂと３３Ａとの間のゾーンは、「拡張閾値ゾーン」３４Ｂと称される。拡張閾値ゾーン３４Ｂは、光エンジン３０Ｂのエッジ近傍の光を受け取る。この拡張閾値ゾーン３４Ｂにおいて、光変調器３０Ｂについてエッジ−関連アーチファクトまたは幾何エッジ欠陥の可能性が高い。いくつかの光エンジン３０について、これらの欠陥またはアーチファクトは、新しい樹脂層の硬化された厚さに実質的に影響する。したがって、光変調器３０Ｂのエッジについての透明値ＴＢは、閾値より低くに減少する。この近傍では、相補的な光変調器３０Ａはエッジ欠陥およびアーチファクトを有さず、したがってこのゾーンにおける複合硬化の精度はずっと高い。１つの実施形態において、光変調器３０Ｂのエッジに近接する拡張閾値ゾーン３４Ｂにおける透明度ＴＢは、１０％以下に減少する。別の実施形態においては５％以下に減少する。さらに別の実施形態においては２％以下に減少する。図６Ａの図示される実施形態において、透明度ＴＢは、拡張閾値ゾーン３４ＢにおけるＴＢ（Ｙ）対Ｙの勾配を小さくすることにより減少する。
３８Ａと３３Ａとの間のゾーンは、拡張閾値ゾーン３４Ａである。拡張閾値ゾーン３４Ａにおいて、ＴＡ（Ｙ）の値は、拡張閾値ゾーン３４Ｂについて上述したのと同じ理由で閾値より低くに減少する。
３８Ｂと３８Ａとの間には「遷移ゾーン」３６が提供され、これは、２つの光エンジン３８Ａおよび３８Ｂ間の遷移を提供する。透明度曲線の勾配は、遷移ゾーン３６のほとんどで直線に近くなりうる。
Ｔ（Ｙ）関数について、ＧＲＡＤＴ（Ｙ）としてＴ（Ｙ）の数学的ベクトル勾配を規定しうる。図２、３、および６Ａの実施形態について、勾配は実質的にＹ軸に沿って方向づけられる。したがって、ＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさは、Ｔ対Ｙの勾配と同じである。例示的な実施形態において、遷移ゾーン３６におけるＧＲＡＤＴ（Ｙ）の平均の大きさは、拡張閾値ゾーン３４におけるＧＲＡＤＴ（Ｙ）の平均の大きさの少なくとも２倍である。
図６Ｂは、光エンジン３０Ａおよび３０Ｂについての透明度マップの第２の実施形態を示す。光エンジン３０Ｂのエッジ３３Ｂの近くの拡張閾値ゾーン３４Ｂ（グラフ上の３３Ｂと３８Ｂとの間）において、変調器Ｂについての透明度ＴＢ（Ｙ）は、低い一定レベルにある。ＴＢ（Ｙ）の値は、光エンジン３０Ｂのエッジアーチファクトまたは欠陥をどの程度低減するのが所望であるかに依存して、１０％より低く、５％より低く、または２％より低くてもよい。オーバーラップ領域の外から拡張閾値ゾーンへの遷移は、エッジ３３Ａおよび３３Ｂについての曲線というよりも段階的遷移である。したがって、エッジ３３Ｂにおいて、ＴＡ（Ｙ）の曲線は、ＴＢ（Ｙ）の曲線が減少する量だけ減少する。同様に、エッジ３３Ａにおいて、ＴＡ（Ｙ）の曲線は、ＴＢ（Ｙ）の曲線が減少する量だけ減少する。
光エンジン３０Ａのエッジ３３Ａの近くの拡張閾値ゾーン３４Ａ（グラフ上の３８Ａと３３Ａとの間）において、変調器Ｂについての透明度ＴＡ（Ｙ）は、低い一定レベルにある。拡張閾値ゾーン３４Ａおよび３４Ｂの間は、遷移ゾーン３６である（グラフ上の３８Ｂと３８Ａとの間）。遷移ゾーンにおいて、透明度Ｔのプロットは、直線的に変化するものとして示される。
他の可能性が考えられる。拡張閾値ゾーンは、光変調器３０のエッジ３２から上方に「階段状に段階的（stair stepped）」であってもよい。所定の光変調器３０について欠陥またはアーチファクトの可能性がより高いＹ位置に、より小さい透明値Ｔを付与してもよい。
図７は、４つの光エンジン３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、および３０Ｄについての複合構築平面２８を示す。光エンジン３０Ａは構築フィールド３１Ａを規定し、光エンジン３０Ｂは構築フィールド３１Ｂを規定し、光エンジン３０Ｃは構築フィールド３１Ｃを規定し、光エンジン３０Ｄは構築フィールド３１Ｄを規定する。上記と同様に、光エンジン３０の各対についての構築フィールド３１の対の間にオーバーラップ・ゾーン３２が存在する。一対の光エンジンのオーバーラップについて、図６Ａおよび６Ｂに示されるのと同様の透明度マップが適用できる。
しかしながら、この配置では、４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６も存在し、その中で４つ全ての光エンジン３０についての構築フィールド３１がオーバーラップする。４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６において、所定の光エンジン３０についての透明度Ｔ（Ｘ，Ｙ）は、横軸ＸおよびＹの両方に沿って変化する。
図８は、例示的な４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６のより詳細な図である。４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６の左のエッジは、光エンジン３０Ｂおよび３０Ｄのエッジ３３Ｂ、３３Ｄを含む。４方向オーバーラップ・ゾーン７６の他の４つのエッジは、光エンジン３０の各エッジ３３を示す。４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６は、実質的に四角の線にゾーン８２を囲む４面拡張閾値ゾーン８０を含む。４つの光変調器３０からのエッジ欠陥およびアーチファクトは、概して、４面拡張閾値ゾーン８０に含まれる。
所定の光エンジン３０について、エッジに沿った透明度は、Ｔ（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）にまたはそれより低くに減少する。遷移ゾーン８２において、光エンジン３０の寄与はそれぞれ、エッジから略直線的に離れて変化し、全ての位置について、以下が必要とされる：ＴＡ（Ｘ，Ｙ）＋ＴＢ（Ｘ，Ｙ）＋ＴＣ（Ｘ，Ｙ）＋ＴＤ（Ｘ，Ｙ）＝１００％。これを行うために多くの方法があることが明らかであるが、エッジ欠陥が許容できるように十分低い閾値透明度を選択することが重要な態様である。
このことは、複合構築平面２８を形成するために任意の数のオーバーラップする光エンジン３０に一般化できる。より大きい数の光エンジン３０について、２フィールドオーバーラップ・ゾーン３２および４フィールドオーバーラップ・ゾーン７６があり、これらの内部で、透明度マスク関数Ｔ（Ｘ，Ｙ）が用いられて光エンジン３０間を遷移し、エッジアーチファクトおよび欠陥の効果が低減される。
Ｔ（Ｘ，Ｙ）関数について、ＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）としてＴ（Ｘ，Ｙ）の数学的ベクトル勾配を定めることができる。４フィールドオーバーラップ・ゾーンについて、勾配は概して、４フィールドオーバーラップ・ゾーンの中心８４に向かってまたはそこから離れて方向づけられる。例示的な実施形態において、遷移ゾーン８２におけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の平均的な大きさは、拡張閾値ゾーン８０におけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の平均的な大きさの少なくとも２倍である。
図９は、三次元プリントシステム２についてのスタートアップ手順を示すフローチャートである。このスタートアップ手順によって、オーバーラップ・ゾーン３２において不連続およびアーチファクトを最小限にすることが確保される。手順は、ステップ９２で温度制御モジュール１１をアクティブ化することにより開始する。温度制御モジュール１１は、光エンジン３０を含む環境で温度を感知し、複合光エンジン１０内の光学系の配置および要素の動作のための最適なレベルに温度を上昇する。
ステップ９４に従って、最適温度で複合光エンジン１０が熱平衡を達成するために、所定の時間に待機時間が提供される。光学的調整は、この待機時間中は中断され、そのような調整がより良好に維持される。
ステップ９６に従って、焦点制御システム４７が、ピクセル要素３５の最適な焦点を提供するように動作される。特に、異なる構築フィールドについてピクセル要素３５の焦点の程度は、複合構築平面２８に亘って一定であり、製造対象の三次元物体１２の表面仕上げは、オーバーラップ・ゾーン３２に亘って一定である。
ステップ９８に従って、製造オペレーションが始まる。図５の方法６０は、ステップ９８の製造オペレーションの一部でありうるステップを含む。
上記で説明した具体的な実施形態およびそのアプリケーションは、専ら説明目的のためのものであり、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される変更形態およびバリエーション
を、除外するものではない。
２ 三次元プリントシステム
４ 容器
６ 樹脂
８ 透明シート
１０ 複合光エンジン
１２ 製造対象の三次元物体
１４ 固定具
１６ 移動機構
１８ コントローラ
２０ プロセッサ
２８ 複合構築平面
３０ 光エンジン
３１ 構築フィールド
３２ オーバーラップ・ゾーン
３３ エッジ
３４ 拡張閾値ゾーン
３６ 遷移ゾーン
上記で説明した具体的な実施形態およびそのアプリケーションは、専ら説明目的のためのものであり、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される変更形態およびバリエーション
を、除外するものではない。
他の実施形態
１． 製造対象の三次元物体の１つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化することにより形成される層を用いる層ごとのプロセスによって製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
前記光硬化樹脂を含むための容器、および
少なくとも第１の光エンジンおよび第２の光エンジンを含む複数の光エンジン、
を備え、
前記第１の光エンジンが第１の構築フィールドを画定し、前記第２の光エンジンが第２の構築フィールドを画定し、前記第１の構築フィールドおよび前記第２の構築フィールドがオーバーラップ・ゾーンに沿ってオーバーラップし、
前記第１の光エンジンが、
（ａ）前記第１の構築フィールドに対応する第１の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
（ｂ）前記第１の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、前記第１の光エンジンの第１のピクセル要素に対応する第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が前記オーバーラップ・ゾーン内の前記第１のピクセル要素に第１の透明マスクを適用する工程を含み、前記第１の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の遷移ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき前記第１の構築フィールドのエッジに近接する第１の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、前記第１の透明マスクは、前記拡張閾値領域における透明閾値より低い第１の透明値を有する、工程；および
（ｃ）前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記第１の構築フィールドに光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
を行うように構成されていることを特徴とする、三次元プリントシステム。
２． 前記透明閾値が、６パーセント未満であることを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
３． 前記透明閾値が、４パーセント未満であることを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
４． 前記透明閾値が、２パーセント未満であることを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
５． 前記遷移ゾーン中の前記透明度の平均勾配の大きさが、前記第１の拡張閾値ゾーン中の前記透明度の平均勾配の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
６． 前記第２の光エンジンが、
（ａ）前記第２の構築フィールドに対応する第２の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
（ｂ）前記第２の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、前記第２の光エンジンの第２のピクセル要素に対応する第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が前記オーバーラップ・ゾーン内の前記第２のピクセル要素に第２の透明マスクを適用する工程を含み、前記第２の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の第２の遷移ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき前記第２の構築フィールドのエッジに近接する第２の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、前記第２の透明マスクは、前記第２の拡張閾値領域における透明閾値より低い第２の透明値を有する、工程；および
（ｃ）前記第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記第２の構築フィールドに光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
を行うように構成されていることを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
７． 前記第１の透明値および前記第２の透明値の合計が、前記オーバーラップ・ゾーンにおいて１００パーセントに実質的に等しいことを特徴とする、実施形態６に記載の三次元プリントシステム。
８． 前記複数の光エンジンが、第３の光エンジンおよび第４の光エンジンを含み、前記第３の光エンジンは第３の構築フィールドを画定し、前記第４の光エンジンは第４の構築フィールドを画定し、前記第１、第２、第３、および第４の構築フィールドはオーバーラップして４フィールドオーバーラップ・ゾーンを画定し、前記第１の透明マスクはさらに、前記遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを画定することを特徴とする、実施形態６に記載の三次元プリントシステム。
９． 前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットしイメージフレームを規定する工程、および、前記イメージフレームをデジタルミラーデバイスに供給する工程をさらに含むことを特徴とする、実施形態１に記載の三次元プリントシステム。
１０． 前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットする工程が、ピクセル要素エネルギー値を、ビット平面のシーケンスを表すバイナリ数に変換する工程を含むことを特徴とする、実施形態９に記載の三次元プリントシステム。
１１． 製造対象の三次元物体の１つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化することにより形成される層を用いる層ごとのプロセスによって製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
前記光硬化樹脂を含むための容器、および
対応する複数の構築フィールドを画定する複数の光エンジン、
を備え、
前記複数の構築フィールドが、オーバーラップして複合構築平面を画定し、前記複数の構築フィールドが、１つ以上のオーバーラップ・ゾーンを画定し、各オーバーラップ・ゾーンが、横方向ＸおよびＹ軸に沿って画定され、
前記複数の光エンジンが、
（ａ）前記複数の構築フィールドに対応する複数の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
（ｂ）前記複数の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、対応する複数のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が、前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンに複数の透明マスクを適用する工程を含み、前記複数の透明マスクが、少なくとも１つの横方向に沿って変化する前記光エンジンのための透明値を画定し、前記複数の透明マスクが、遷移ゾーンに隣接する拡張閾値ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーン内の透明値は、前記横方向の限界に近い光エンジンについて６パーセント未満である、工程；および
（ｃ）前記スケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記複合構築平面に光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
１２． 前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンが、２つの構築フィールド間に２フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンが、軸Ｘに沿って画定される主軸を有し、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーン内の所定の光エンジンについての透明値Ｔ（Ｙ）は、軸Ｙに沿って勾配ＧＲＡＤＴ（Ｙ）を有することを特徴とする、実施形態１１に記載の三次元プリントシステム。
１３． 前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンが、その間に遷移ゾーンを有する２つの構築フィールドのエッジに近接する２つの拡張閾値ゾーンを含むことを特徴とする、実施形態１２に記載の三次元プリントシステム。
１４． 前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンの前記遷移ゾーン内のＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさが、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンの前記拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、実施形態１３に記載の三次元プリントシステム。
１５． Ｔ（Ｙ）が、前記光エンジンの１つについて前記拡張閾値ゾーンにおいて４パーセント未満であることを特徴とする、実施形態１３に記載の三次元プリントシステム。
１６． Ｔ（Ｙ）が、前記光エンジンの１つについて前記拡張閾値ゾーンにおいて２パーセント未満であることを特徴とする、実施形態１３に記載の三次元プリントシステム。
１７． 前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンが、４フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、該４フィールドオーバーラップ・ゾーンが、遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを含むことを特徴とする、実施形態１１に記載の三次元プリントシステム。
１８． 前記４フィールドオーバーラップ・ゾーン内の透明値Ｔ（Ｘ，Ｙ）は、横軸ＸおよびＹで変化する勾配ＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）を有することを特徴とする、実施形態１７に記載の三次元プリントシステム。
１９． 前記遷移ゾーン内のＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の大きさは、前記拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、実施形態１８に記載の三次元プリントシステム。
２０． 前記拡張閾値ゾーンが、それぞれ少なくとも５ピクセル幅であることを特徴とする、実施形態１〜１９のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。

Claims (20)

  1. 製造対象の三次元物体の１つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化することにより形成される層を用いる層ごとのプロセスによって製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
    前記光硬化樹脂を含むための容器、および
    少なくとも第１の光エンジンおよび第２の光エンジンを含む複数の光エンジン、
    を備え、
    前記第１の光エンジンが第１の構築フィールドを画定し、前記第２の光エンジンが第２の構築フィールドを画定し、前記第１の構築フィールドおよび前記第２の構築フィールドがオーバーラップ・ゾーンに沿ってオーバーラップし、
    前記第１の光エンジンが、
    （ａ）前記第１の構築フィールドに対応する第１の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
    （ｂ）前記第１の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、前記第１の光エンジンの第１のピクセル要素に対応する第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が前記オーバーラップ・ゾーン内の前記第１のピクセル要素に第１の透明マスクを適用する工程を含み、前記第１の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の遷移ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき前記第１の構築フィールドのエッジに近接する第１の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、前記第１の透明マスクは、前記拡張閾値領域における透明閾値より低い第１の透明値を有する、工程；および
    （ｃ）前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記第１の構築フィールドに光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
    を行うように構成されていることを特徴とする、三次元プリントシステム。
  2. 前記透明閾値が、６パーセント未満であることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  3. 前記透明閾値が、４パーセント未満であることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  4. 前記透明閾値が、２パーセント未満であることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  5. 前記遷移ゾーン中の前記透明度の平均勾配の大きさが、前記第１の拡張閾値ゾーン中の前記透明度の平均勾配の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  6. 前記第２の光エンジンが、
    （ａ）前記第２の構築フィールドに対応する第２の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
    （ｂ）前記第２の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、前記第２の光エンジンの第２のピクセル要素に対応する第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が前記オーバーラップ・ゾーン内の前記第２のピクセル要素に第２の透明マスクを適用する工程を含み、前記第２の透明マスクは２つの拡張閾値ゾーンの間の第２の遷移ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーンは、分析された光エンジンの幾何エッジ欠陥の幅に基づき前記第２の構築フィールドのエッジに近接する第２の拡張閾値ゾーンを含む幅を有し、前記第２の透明マスクは、前記第２の拡張閾値領域における透明閾値より低い第２の透明値を有する、工程；および
    （ｃ）前記第２のスケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記第２の構築フィールドに光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
    を行うように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  7. 前記第１の透明値および前記第２の透明値の合計が、前記オーバーラップ・ゾーンにおいて１００パーセントに実質的に等しいことを特徴とする、請求項６に記載の三次元プリントシステム。
  8. 前記複数の光エンジンが、第３の光エンジンおよび第４の光エンジンを含み、前記第３の光エンジンは第３の構築フィールドを画定し、前記第４の光エンジンは第４の構築フィールドを画定し、前記第１、第２、第３、および第４の構築フィールドはオーバーラップして４フィールドオーバーラップ・ゾーンを画定し、前記第１の透明マスクはさらに、前記遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを画定することを特徴とする、請求項６に記載の三次元プリントシステム。
  9. 前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットしイメージフレームを規定する工程、および、前記イメージフレームをデジタルミラーデバイスに供給する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
  10. 前記第１のスケーリングおよび修正されたデータアレイをフォーマットする工程が、ピクセル要素エネルギー値を、ビット平面のシーケンスを表すバイナリ数に変換する工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の三次元プリントシステム。
  11. 製造対象の三次元物体の１つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化することにより形成される層を用いる層ごとのプロセスによって製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
    前記光硬化樹脂を含むための容器、および
    対応する複数の構築フィールドを画定する複数の光エンジン、
    を備え、
    前記複数の構築フィールドが、オーバーラップして複合構築平面を画定し、前記複数の構築フィールドが、１つ以上のオーバーラップ・ゾーンを画定し、各オーバーラップ・ゾーンが、横方向ＸおよびＹ軸に沿って画定され、
    前記複数の光エンジンが、
    （ａ）前記複数の構築フィールドに対応する複数の入射スライスエネルギーデータアレイを受け取る工程；
    （ｂ）前記複数の入射スライスエネルギーデータアレイを処理し、対応する複数のスケーリングおよび修正されたデータアレイを提供する工程であって、前記処理が、前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンに複数の透明マスクを適用する工程を含み、前記複数の透明マスクが、少なくとも１つの横方向に沿って変化する前記光エンジンのための透明値を画定し、前記複数の透明マスクが、遷移ゾーンに隣接する拡張閾値ゾーンを画定し、前記拡張閾値ゾーン内の透明値は、前記横方向の限界に近い光エンジンについて６パーセント未満である、工程；および
    （ｃ）前記スケーリングおよび修正されたデータアレイに基づいて前記複合構築平面に光エネルギーを供給し、前記樹脂を選択的に硬化する工程、
  12. 前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンが、２つの構築フィールド間に２フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンが、軸Ｘに沿って画定される主軸を有し、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーン内の所定の光エンジンについての透明値Ｔ（Ｙ）は、軸Ｙに沿って勾配ＧＲＡＤＴ（Ｙ）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の三次元プリントシステム。
  13. 前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンが、その間に遷移ゾーンを有する２つの構築フィールドのエッジに近接する２つの拡張閾値ゾーンを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の三次元プリントシステム。
  14. 前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンの前記遷移ゾーン内のＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさが、前記２フィールドオーバーラップ・ゾーンの前記拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｙ）の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、請求項１３に記載の三次元プリントシステム。
  15. Ｔ（Ｙ）が、前記光エンジンの１つについて前記拡張閾値ゾーンにおいて４パーセント未満であることを特徴とする、請求項１３に記載の三次元プリントシステム。
  16. Ｔ（Ｙ）が、前記光エンジンの１つについて前記拡張閾値ゾーンにおいて２パーセント未満であることを特徴とする、請求項１３に記載の三次元プリントシステム。
  17. 前記１つ以上のオーバーラップ・ゾーンが、４フィールドオーバーラップ・ゾーンを含み、該４フィールドオーバーラップ・ゾーンが、遷移ゾーンを囲む４面拡張閾値ゾーンを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の三次元プリントシステム。
  18. 前記４フィールドオーバーラップ・ゾーン内の透明値Ｔ（Ｘ，Ｙ）は、横軸ＸおよびＹで変化する勾配ＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）を有することを特徴とする、請求項１７に記載の三次元プリントシステム。
  19. 前記遷移ゾーン内のＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の大きさは、前記拡張閾値ゾーンにおけるＧＲＡＤＴ（Ｘ，Ｙ）の大きさの少なくとも２倍であることを特徴とする、請求項１８に記載の三次元プリントシステム。
  20. 前記拡張閾値ゾーンが、それぞれ少なくとも５ピクセル幅であることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
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