JP3417057B2 - 光造形装置 - Google Patents
光造形装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液状の光硬化性樹脂に
光を選択的に照射して、所望の形状を持つ立体モデルを
形成する光造形装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、上記光造形装置としては、液状の
光硬化性樹脂の表面にスポット状のレーザ光を平面的に
走査させて目的立体モデルの断面パターンに沿った形状
を描く露光を行って、レーザ光が当たった部分に位置す
る光硬化性樹脂のみを硬化させて薄膜の硬化樹脂層を形
成し、この硬化樹脂層を連続的に幾層にも積層すること
で、立体モデルを形成するようにしたものが一般に知ら
れている。 【０００３】しかしながら、このような、レーザ光よる
露光方式を採用した光造形装置の場合、レーザ光での走
査は、一筆書きによる長い線を描くのと同様の工程とな
るため、造形に長時間が必要であった。 【０００４】このため、レーザ光の代わりに平行光を用
いた光造形装置、即ち、平行光の光源と光硬化性樹脂と
の間に液晶シャッタを配置し、この液晶シャッタ上に表
示した立体モデル（目的造形物）の断面パターンをマス
クパターン（露光マスクパターン）として使用して、こ
のマスクパターンを介した平行光による一括露光で高速
に光硬化性樹脂を硬化させるようにしたものが広く知ら
れている（例えば、特開昭６２−２８８８４４号公報、
特開平３−２２７２２２号公報、実開平２−３１７２６
号公報等参照）。 【０００５】また、特開平４−３０５４３８号として、
微小ドットエリアの光シャッタを連続的に一列に配置し
て露光マスクを構成し、この露光マスクを光源と一体に
前記光シャッタの配列方向と直交する方向に走査させな
がら、目的立体モデルの断面パターンに応じて前記光シ
ャッタを制御することで、露光領域を前記走査方向に沿
って順次変化させつつ一層の硬化樹脂膜を形成するよう
にしたものが提案されている。 【０００６】ここに、光造形装置においては、前記レー
ザ光や平行光による液状の光硬化性樹脂への露光を行う
前に、光硬化性樹脂の液面を平滑化させたり、該樹脂の
積層厚を一定に保つ目的で、例えばスキージ等の平板を
光硬化性樹脂の液面に接触させつつ該樹脂の液面上を移
動させる工程を行うことが一般化している（例えば、特
開昭６１−１１４８１４号公報参照）。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
晶シャッタを用いた従来例の場合、平行光による一括露
光を行うためには、液晶シャッタのサイズと少なくとも
同じだけの面積を照射する照射強度の均一な平行光が必
要となり、液晶シャッタのサイズが大きい程、例えば高
圧水銀ランプ等の光源から均一な平行光を得るために、
大型のレンズや反射板等を使用し、しかも長い光路長が
必要となって、光源、ひいては装置自体が大型化してし
まうばかりでなく、照射エネルギの損失も増大してしま
うといった問題点があった。 【０００８】また、光シャッタを一列に配置して露光マ
スクを構成し、露光領域を露光マスクの走行方向に沿っ
て順次変化させるようにした場合、光シャッタの構成が
かなり複雑で動作の信頼性に欠けるばかりでなく、ドッ
トエリアの微細化にも一定の制限があり、しかも光シャ
ッタの該シャッタ（露光マスク）の走査位置に合わせた
制御がかなり複雑となってしまう。 【０００９】更に、液状の光硬化性樹脂の液面の平滑化
を行う工程は、光硬化性樹脂の粘度が高い時などに液面
を平滑化させる時間を短縮するために必要であるが、露
光時間に関わらず常に一定の時間を要するため、造形時
間の短縮化の妨げとなっているのが現状であった。 【００１０】本発明は上記に鑑み、比較的構成が簡単で
微細化が容易な液晶シャッタを露光マスクとして使用
し、しかも装置として大型化してしまうことなく、目的
立体サイズを精度よく、かつより短時間で造形すること
ができるようにしたものを提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光造形装置は、液状の光硬化性樹脂に
目的立体モデルの断面パターンに対応する光を選択的に
照射して薄膜の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を
順次積層して立体モデルを形成するようにした光造形装
置において、前記光硬化性樹脂を収容する容器の上方
に、光を選択的に透過させる液晶シャッタを前記容器の
ほぼ全面に亘って平面状に配置するとともに、前記容器
を跨がって直線状に延びる光源ユニットを該ユニットの
幅方向に走行自在に配置し、前記光源ユニットの内部
に、前記液晶シャッタの上方に位置して光源ユニットの
長さ方向に延びる線状光源を収容し、更に前記前記光源
ユニットの走行方向の前後面に該ユニットの長さ方向に
沿って延びて前記光硬化性樹脂の表面を平滑化させる平
滑板を上下動自在に取付けたことを特徴とするものであ
る。 【００１２】 【作用】上記のように構成した本発明によれば、容器上
に配置した平面状に延びる液晶シャッタに、目的立体モ
デルの断面パターンを表示させ、この状態で、光源ユニ
ットを走行させることにより、この光源ユニット内の線
状光源によって前記液晶シャッタを透過させつつ光を容
器内に収容した液状の光硬化性樹脂に向けて照射する露
光を行って、前記液晶シャッタを露光マスクとして一層
の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を幾層にも重ね
ることで目的立体モデルに合った形状の造形を行うこと
ができる。 【００１３】そして、光源ユニットの走行方向の前後面
に平滑板を設け、この平滑板のうちの光源ユニットの走
行方向の前方に位置する一方を、この下端が光硬化性樹
脂の液面に接触する位置まで下降させることにより、光
源ユニットの走行に伴って、光硬化性樹脂の液面の平滑
化を行うことができ、これによって、液面の平滑化のた
めの工程を別途設ける必要がなくなる。 【００１４】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図において、付番１は、上方に開口した矩形ボッ
クス状の容器（樹脂槽）で、この容器１の内部には、光
が当たると液体から固体に硬化する液状の光硬化性樹脂
２が満たされている。この光硬化性樹脂２は、光エネル
ギによって重合反応を起こして、液体が固体に変化する
という特性を持った樹脂で、例えば光重合ポリマ、光開
始剤、特性改善のための添加剤等を含むことができる。 【００１５】前記容器１の一側方には、前記容器１内に
位置して上下に昇降する平板状のエレベータ３を備えた
位置制御可能なエレベータ昇降機構４が配置され、この
エレベータ３の上に光硬化樹脂２が硬化することによっ
て得られる硬化樹脂層２ａが順次積層されるようになっ
ている。 【００１６】また、前記容器１の他側方には、平面状に
拡がって前記容器１内に収容された光硬化性樹脂２の液
面のほぼ全域を覆う液晶シャッタ５を、その一端におい
て水平に保持する液晶シャッタ保持機構６が立設されて
いる。 【００１７】前記液晶シャッタ５は、目的立体モデルの
断面パターンを透過部と遮断部で表示できるものであれ
ば良く、例えば、ＳＴＮ型液晶パネル、ＴＮ型液晶パネ
ル、ポリマ分散型液晶パネル等を使用することができ
る。 【００１８】更に、前記容器１の該容器１を挟んだ両側
には、図３に示すように、レール７上をエアー圧やステ
ッピングモータ等の駆動装置によって走行する支柱８を
備えた位置制御可能な一対の直線移動機構９が平行かつ
水平に配置され、この支柱８の上端に、容器１を跨がっ
て直線状に延びる光源ユニット１０の端部が連結されて
いる。そして、前記光源ユニット１０の内部には、前記
液晶シャッタ５が挿通する矩形枠状の窓部１０ａが形成
されている。 【００１９】これにより、光源ユニット１０は、容器１
の上方に位置し、液晶シャッタ５を挟んだ状態で、直線
移動機構９の駆動に伴う支柱８の互いに同期した移動に
伴って、その幅方向に水平に走行し、しかもこの走行が
液晶シャッタ５によって阻害されないようになってい
る。 【００２０】なお、この実施例では、直線移動機構とし
て、位置及び速度の制御が比較的容易なエアー圧やステ
ッピングモータ等を使用した例を示しているが、油圧シ
リンダ等、任意のものを使用しても良いことは勿論であ
る。 【００２１】前記光源ユニット１０の内部の前記液晶シ
ャッタ５の上方位置には、この長さ方向に沿ってこのほ
ぼ全長に亘って直線状に延びる線状光源１１が前記光硬
化性樹脂２の液面と水平に配置されて収容されている。 【００２２】この線状光源１１は、前記液晶シャッタ５
を該線状光源１１の長さ方向に対して少なくとも８０％
以上の照度分布で照射できるものであれば良く、例え
ば、クリプトンロングアークランプ、キセノンロングア
ークランプ、メタルハライドロングアークランプ、水銀
ロングアークランプ等を使用することができる。 【００２３】前記線状光源１１の上方には、この線状光
源１１から出た光を反射して、この反射光を前記液晶シ
ャッタ５上に集光させる円弧状の反射ミラー１２が、こ
の反射ミラー１２の下方で前記液晶シャッタ１０の上方
位置には、前記線状光源１１からの熱エネルギや光エネ
ルギによる液晶へのダメージを防止するための熱線吸収
フィルタ１３と光の透過と遮光を切り替えるためのメカ
ニカルシャッタ１４とが上下に平行に配置されて前記光
源ユニット１０内に収容されている。 【００２４】更に、光源ユニット１０の前記液晶シャッ
タ５の下方位置には、光硬化性樹脂２の上方に位置して
前記液晶シャッタ５の透過光を光硬化性樹脂２の液面に
結像する等倍結像素子１５が配置されている。 【００２５】この等倍結像素子１５は、液晶シャッタ５
を透過した透過パターン光を効率良く光硬化性樹脂２の
液面に結像できる幅と長さを有するものであれば良く、
例えば、セルホックレンズを列状に並べたセルホックレ
レンズアレー等を使用することができる。 【００２６】前記光源ユニット１０の走行方向の前後
面、即ち幅方向の両側には、光源ユニット１０の長さ方
向に沿ってそのほぼ全長に亘って直線状に延びて光硬化
性樹脂２の液面を平滑化する一対の平滑板１６が取り付
けられている。 【００２７】この平滑板１６は、それぞれ独立に駆動で
きる昇降機構を介して上下動自在に構成され、前記光源
ユニット１０の進行方向の前方側に位置する一方の平滑
板１６をこの下端が光硬化性樹脂２の液面に接触するま
で下降させることにより、光源ユニット１０の走行に伴
って、光硬化性樹脂２の液面の平滑化を行うようになっ
ている。 【００２８】前記エレベータ昇降機構４、直線移動機構
９の位置と速度、液晶シャッタ５の表示、メカニカルシ
ャッタ１４のオン・オフ、平滑板１６の昇降等をそれぞ
れ独立に制御する制御装置としてのコンピュータ１７が
備えられ、このコンピュータ（制御装置）１７は、目的
立体モデルの断面パターン（造形データ）を格納したデ
ータファイル１８に接続されている。 【００２９】そして、このコンピュータ１７は、データ
ファイル１８から目的立体モデルの断面パターンを呼出
し、この断面パターンを図形として液晶シャッタ５上に
白黒の２階調のマスクパターンで表示させるようになっ
ている。 【００３０】このように、コンピュータ１７による制御
により、前記エレベータ３の表面に液状の光硬化性樹脂
２が硬化することによって得られる硬化樹脂層２ａを順
次積層して、この硬化樹脂層２ａからなる立体モデルを
形成するものであるが、これを以下のようにして行う。 【００３１】先ず、エレベータ昇降機構４を駆動させ
て、最上段に位置する硬化樹脂層２ａ（またはエレベー
タ４の表面）の上に位置する光硬化性樹脂２が所定の深
さΔｈになるようにする。 【００３２】次に、データファイル１８に格納されてい
る目的立体モデルの断面パターン（断面形状データ）を
呼び出して、この断面パターンを図形として白黒の２階
調のマスクパターンで前記液晶シャッタ５に表示させ
る。 【００３３】この状態で、メカニカルシャッタ１４を開
き、光源ユニット１０を一方の端辺から他方の端辺ま
で、直線移動機構９の駆動によって一定の速度で平行移
動させることにより、光源ユニット１０内の線状光源１
１から出射され液晶シャッタ５を透過した線状光で光硬
化層樹脂２の液面を照射して、一層の硬化樹脂層２ａを
形成する。 【００３４】即ち、液晶シャッタ５に表示された白黒の
２諧調のマスクパターンによって、例えば白色の部分で
光を透過させ、黒色の部分で光を遮断することにより、
液晶シャッタ５に表示されたマスクパターン形状と同様
な形状の硬化樹脂層２ａを形成することができる。 【００３５】この光源ユニット１０の移動の際、光源ユ
ニット１０の進行方向の前面側に取り付けられた一方の
平滑板１６をこの下端が光硬化性樹脂２の液面に接触す
るよう下降させ、これによって、光源ユニット８の平行
移動に伴って光硬化性樹脂２の液面の平滑化を行い、こ
の平滑化と同時に硬化樹脂層２ａを形成することができ
る。 【００３６】そして、これと同様な操作を繰り返すこと
により、所定形状の硬化樹脂層２ａを順次積層し、所望
の立体像が得られた時に、これを容器１から取り出し、
洗浄した後、未硬化の光硬化性樹脂を取り除き、しかる
後ポストキュアを施して立体像を完成させる。 【００３７】 【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
構成が比較的簡単で動作が確実であるばかりでなく、液
晶シャッタ上に配置された直線状の光源ユニットを使用
することにより、液晶シャッタ全面に亘って平行光を均
一に照射できるだけの大きな光源やレンズ等が不要とな
るばかりでなく、光源から光硬化性樹脂の照射面までの
光路長を短くして光のロスを少なくすることができ、こ
れによって、装置としての小型化を図り、目的立体サイ
ズを精度よく、かつより短時間で造形することができ
る。 【００３８】しかも、光源ユニットの走行方向の前後面
に平滑板を設け、この光源ユニットの走行方向の前方に
位置する一方の平滑板をこの下端を光硬化性樹脂の液面
に接触する位置まで下降させることにより、光源ユニッ
トの走行に伴って、光硬化性樹脂の液面の平滑化を行う
ことができ、これによって、液面の平滑化のための工程
を省略することができる。
光を選択的に照射して、所望の形状を持つ立体モデルを
形成する光造形装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、上記光造形装置としては、液状の
光硬化性樹脂の表面にスポット状のレーザ光を平面的に
走査させて目的立体モデルの断面パターンに沿った形状
を描く露光を行って、レーザ光が当たった部分に位置す
る光硬化性樹脂のみを硬化させて薄膜の硬化樹脂層を形
成し、この硬化樹脂層を連続的に幾層にも積層すること
で、立体モデルを形成するようにしたものが一般に知ら
れている。 【０００３】しかしながら、このような、レーザ光よる
露光方式を採用した光造形装置の場合、レーザ光での走
査は、一筆書きによる長い線を描くのと同様の工程とな
るため、造形に長時間が必要であった。 【０００４】このため、レーザ光の代わりに平行光を用
いた光造形装置、即ち、平行光の光源と光硬化性樹脂と
の間に液晶シャッタを配置し、この液晶シャッタ上に表
示した立体モデル（目的造形物）の断面パターンをマス
クパターン（露光マスクパターン）として使用して、こ
のマスクパターンを介した平行光による一括露光で高速
に光硬化性樹脂を硬化させるようにしたものが広く知ら
れている（例えば、特開昭６２−２８８８４４号公報、
特開平３−２２７２２２号公報、実開平２−３１７２６
号公報等参照）。 【０００５】また、特開平４−３０５４３８号として、
微小ドットエリアの光シャッタを連続的に一列に配置し
て露光マスクを構成し、この露光マスクを光源と一体に
前記光シャッタの配列方向と直交する方向に走査させな
がら、目的立体モデルの断面パターンに応じて前記光シ
ャッタを制御することで、露光領域を前記走査方向に沿
って順次変化させつつ一層の硬化樹脂膜を形成するよう
にしたものが提案されている。 【０００６】ここに、光造形装置においては、前記レー
ザ光や平行光による液状の光硬化性樹脂への露光を行う
前に、光硬化性樹脂の液面を平滑化させたり、該樹脂の
積層厚を一定に保つ目的で、例えばスキージ等の平板を
光硬化性樹脂の液面に接触させつつ該樹脂の液面上を移
動させる工程を行うことが一般化している（例えば、特
開昭６１−１１４８１４号公報参照）。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
晶シャッタを用いた従来例の場合、平行光による一括露
光を行うためには、液晶シャッタのサイズと少なくとも
同じだけの面積を照射する照射強度の均一な平行光が必
要となり、液晶シャッタのサイズが大きい程、例えば高
圧水銀ランプ等の光源から均一な平行光を得るために、
大型のレンズや反射板等を使用し、しかも長い光路長が
必要となって、光源、ひいては装置自体が大型化してし
まうばかりでなく、照射エネルギの損失も増大してしま
うといった問題点があった。 【０００８】また、光シャッタを一列に配置して露光マ
スクを構成し、露光領域を露光マスクの走行方向に沿っ
て順次変化させるようにした場合、光シャッタの構成が
かなり複雑で動作の信頼性に欠けるばかりでなく、ドッ
トエリアの微細化にも一定の制限があり、しかも光シャ
ッタの該シャッタ（露光マスク）の走査位置に合わせた
制御がかなり複雑となってしまう。 【０００９】更に、液状の光硬化性樹脂の液面の平滑化
を行う工程は、光硬化性樹脂の粘度が高い時などに液面
を平滑化させる時間を短縮するために必要であるが、露
光時間に関わらず常に一定の時間を要するため、造形時
間の短縮化の妨げとなっているのが現状であった。 【００１０】本発明は上記に鑑み、比較的構成が簡単で
微細化が容易な液晶シャッタを露光マスクとして使用
し、しかも装置として大型化してしまうことなく、目的
立体サイズを精度よく、かつより短時間で造形すること
ができるようにしたものを提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光造形装置は、液状の光硬化性樹脂に
目的立体モデルの断面パターンに対応する光を選択的に
照射して薄膜の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を
順次積層して立体モデルを形成するようにした光造形装
置において、前記光硬化性樹脂を収容する容器の上方
に、光を選択的に透過させる液晶シャッタを前記容器の
ほぼ全面に亘って平面状に配置するとともに、前記容器
を跨がって直線状に延びる光源ユニットを該ユニットの
幅方向に走行自在に配置し、前記光源ユニットの内部
に、前記液晶シャッタの上方に位置して光源ユニットの
長さ方向に延びる線状光源を収容し、更に前記前記光源
ユニットの走行方向の前後面に該ユニットの長さ方向に
沿って延びて前記光硬化性樹脂の表面を平滑化させる平
滑板を上下動自在に取付けたことを特徴とするものであ
る。 【００１２】 【作用】上記のように構成した本発明によれば、容器上
に配置した平面状に延びる液晶シャッタに、目的立体モ
デルの断面パターンを表示させ、この状態で、光源ユニ
ットを走行させることにより、この光源ユニット内の線
状光源によって前記液晶シャッタを透過させつつ光を容
器内に収容した液状の光硬化性樹脂に向けて照射する露
光を行って、前記液晶シャッタを露光マスクとして一層
の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を幾層にも重ね
ることで目的立体モデルに合った形状の造形を行うこと
ができる。 【００１３】そして、光源ユニットの走行方向の前後面
に平滑板を設け、この平滑板のうちの光源ユニットの走
行方向の前方に位置する一方を、この下端が光硬化性樹
脂の液面に接触する位置まで下降させることにより、光
源ユニットの走行に伴って、光硬化性樹脂の液面の平滑
化を行うことができ、これによって、液面の平滑化のた
めの工程を別途設ける必要がなくなる。 【００１４】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図において、付番１は、上方に開口した矩形ボッ
クス状の容器（樹脂槽）で、この容器１の内部には、光
が当たると液体から固体に硬化する液状の光硬化性樹脂
２が満たされている。この光硬化性樹脂２は、光エネル
ギによって重合反応を起こして、液体が固体に変化する
という特性を持った樹脂で、例えば光重合ポリマ、光開
始剤、特性改善のための添加剤等を含むことができる。 【００１５】前記容器１の一側方には、前記容器１内に
位置して上下に昇降する平板状のエレベータ３を備えた
位置制御可能なエレベータ昇降機構４が配置され、この
エレベータ３の上に光硬化樹脂２が硬化することによっ
て得られる硬化樹脂層２ａが順次積層されるようになっ
ている。 【００１６】また、前記容器１の他側方には、平面状に
拡がって前記容器１内に収容された光硬化性樹脂２の液
面のほぼ全域を覆う液晶シャッタ５を、その一端におい
て水平に保持する液晶シャッタ保持機構６が立設されて
いる。 【００１７】前記液晶シャッタ５は、目的立体モデルの
断面パターンを透過部と遮断部で表示できるものであれ
ば良く、例えば、ＳＴＮ型液晶パネル、ＴＮ型液晶パネ
ル、ポリマ分散型液晶パネル等を使用することができ
る。 【００１８】更に、前記容器１の該容器１を挟んだ両側
には、図３に示すように、レール７上をエアー圧やステ
ッピングモータ等の駆動装置によって走行する支柱８を
備えた位置制御可能な一対の直線移動機構９が平行かつ
水平に配置され、この支柱８の上端に、容器１を跨がっ
て直線状に延びる光源ユニット１０の端部が連結されて
いる。そして、前記光源ユニット１０の内部には、前記
液晶シャッタ５が挿通する矩形枠状の窓部１０ａが形成
されている。 【００１９】これにより、光源ユニット１０は、容器１
の上方に位置し、液晶シャッタ５を挟んだ状態で、直線
移動機構９の駆動に伴う支柱８の互いに同期した移動に
伴って、その幅方向に水平に走行し、しかもこの走行が
液晶シャッタ５によって阻害されないようになってい
る。 【００２０】なお、この実施例では、直線移動機構とし
て、位置及び速度の制御が比較的容易なエアー圧やステ
ッピングモータ等を使用した例を示しているが、油圧シ
リンダ等、任意のものを使用しても良いことは勿論であ
る。 【００２１】前記光源ユニット１０の内部の前記液晶シ
ャッタ５の上方位置には、この長さ方向に沿ってこのほ
ぼ全長に亘って直線状に延びる線状光源１１が前記光硬
化性樹脂２の液面と水平に配置されて収容されている。 【００２２】この線状光源１１は、前記液晶シャッタ５
を該線状光源１１の長さ方向に対して少なくとも８０％
以上の照度分布で照射できるものであれば良く、例え
ば、クリプトンロングアークランプ、キセノンロングア
ークランプ、メタルハライドロングアークランプ、水銀
ロングアークランプ等を使用することができる。 【００２３】前記線状光源１１の上方には、この線状光
源１１から出た光を反射して、この反射光を前記液晶シ
ャッタ５上に集光させる円弧状の反射ミラー１２が、こ
の反射ミラー１２の下方で前記液晶シャッタ１０の上方
位置には、前記線状光源１１からの熱エネルギや光エネ
ルギによる液晶へのダメージを防止するための熱線吸収
フィルタ１３と光の透過と遮光を切り替えるためのメカ
ニカルシャッタ１４とが上下に平行に配置されて前記光
源ユニット１０内に収容されている。 【００２４】更に、光源ユニット１０の前記液晶シャッ
タ５の下方位置には、光硬化性樹脂２の上方に位置して
前記液晶シャッタ５の透過光を光硬化性樹脂２の液面に
結像する等倍結像素子１５が配置されている。 【００２５】この等倍結像素子１５は、液晶シャッタ５
を透過した透過パターン光を効率良く光硬化性樹脂２の
液面に結像できる幅と長さを有するものであれば良く、
例えば、セルホックレンズを列状に並べたセルホックレ
レンズアレー等を使用することができる。 【００２６】前記光源ユニット１０の走行方向の前後
面、即ち幅方向の両側には、光源ユニット１０の長さ方
向に沿ってそのほぼ全長に亘って直線状に延びて光硬化
性樹脂２の液面を平滑化する一対の平滑板１６が取り付
けられている。 【００２７】この平滑板１６は、それぞれ独立に駆動で
きる昇降機構を介して上下動自在に構成され、前記光源
ユニット１０の進行方向の前方側に位置する一方の平滑
板１６をこの下端が光硬化性樹脂２の液面に接触するま
で下降させることにより、光源ユニット１０の走行に伴
って、光硬化性樹脂２の液面の平滑化を行うようになっ
ている。 【００２８】前記エレベータ昇降機構４、直線移動機構
９の位置と速度、液晶シャッタ５の表示、メカニカルシ
ャッタ１４のオン・オフ、平滑板１６の昇降等をそれぞ
れ独立に制御する制御装置としてのコンピュータ１７が
備えられ、このコンピュータ（制御装置）１７は、目的
立体モデルの断面パターン（造形データ）を格納したデ
ータファイル１８に接続されている。 【００２９】そして、このコンピュータ１７は、データ
ファイル１８から目的立体モデルの断面パターンを呼出
し、この断面パターンを図形として液晶シャッタ５上に
白黒の２階調のマスクパターンで表示させるようになっ
ている。 【００３０】このように、コンピュータ１７による制御
により、前記エレベータ３の表面に液状の光硬化性樹脂
２が硬化することによって得られる硬化樹脂層２ａを順
次積層して、この硬化樹脂層２ａからなる立体モデルを
形成するものであるが、これを以下のようにして行う。 【００３１】先ず、エレベータ昇降機構４を駆動させ
て、最上段に位置する硬化樹脂層２ａ（またはエレベー
タ４の表面）の上に位置する光硬化性樹脂２が所定の深
さΔｈになるようにする。 【００３２】次に、データファイル１８に格納されてい
る目的立体モデルの断面パターン（断面形状データ）を
呼び出して、この断面パターンを図形として白黒の２階
調のマスクパターンで前記液晶シャッタ５に表示させ
る。 【００３３】この状態で、メカニカルシャッタ１４を開
き、光源ユニット１０を一方の端辺から他方の端辺ま
で、直線移動機構９の駆動によって一定の速度で平行移
動させることにより、光源ユニット１０内の線状光源１
１から出射され液晶シャッタ５を透過した線状光で光硬
化層樹脂２の液面を照射して、一層の硬化樹脂層２ａを
形成する。 【００３４】即ち、液晶シャッタ５に表示された白黒の
２諧調のマスクパターンによって、例えば白色の部分で
光を透過させ、黒色の部分で光を遮断することにより、
液晶シャッタ５に表示されたマスクパターン形状と同様
な形状の硬化樹脂層２ａを形成することができる。 【００３５】この光源ユニット１０の移動の際、光源ユ
ニット１０の進行方向の前面側に取り付けられた一方の
平滑板１６をこの下端が光硬化性樹脂２の液面に接触す
るよう下降させ、これによって、光源ユニット８の平行
移動に伴って光硬化性樹脂２の液面の平滑化を行い、こ
の平滑化と同時に硬化樹脂層２ａを形成することができ
る。 【００３６】そして、これと同様な操作を繰り返すこと
により、所定形状の硬化樹脂層２ａを順次積層し、所望
の立体像が得られた時に、これを容器１から取り出し、
洗浄した後、未硬化の光硬化性樹脂を取り除き、しかる
後ポストキュアを施して立体像を完成させる。 【００３７】 【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
構成が比較的簡単で動作が確実であるばかりでなく、液
晶シャッタ上に配置された直線状の光源ユニットを使用
することにより、液晶シャッタ全面に亘って平行光を均
一に照射できるだけの大きな光源やレンズ等が不要とな
るばかりでなく、光源から光硬化性樹脂の照射面までの
光路長を短くして光のロスを少なくすることができ、こ
れによって、装置としての小型化を図り、目的立体サイ
ズを精度よく、かつより短時間で造形することができ
る。 【００３８】しかも、光源ユニットの走行方向の前後面
に平滑板を設け、この光源ユニットの走行方向の前方に
位置する一方の平滑板をこの下端を光硬化性樹脂の液面
に接触する位置まで下降させることにより、光源ユニッ
トの走行に伴って、光硬化性樹脂の液面の平滑化を行う
ことができ、これによって、液面の平滑化のための工程
を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概要図。
【図２】同じく、光源ユニットの拡大断面図。
【図３】同じく、光源ユニットの移動機構を示す斜視
図。 【符号の説明】 １ 容器 ２ 光硬化性樹脂 ２ａ 硬化樹脂層 ３ エレベータ ４ エレベータ昇降機構 ５ 液晶シャッタ ９ 直線移動機構 １０ 光源ユニット １１ 線状光源 １２ 反射ミラー １３ 熱線吸収フィルタ １４ メカニカルシャッタ １５ 等倍結像素子 １６ 平滑板 １７ コンピュータ（制御装置） １８ データファイル
図。 【符号の説明】 １ 容器 ２ 光硬化性樹脂 ２ａ 硬化樹脂層 ３ エレベータ ４ エレベータ昇降機構 ５ 液晶シャッタ ９ 直線移動機構 １０ 光源ユニット １１ 線状光源 １２ 反射ミラー １３ 熱線吸収フィルタ １４ メカニカルシャッタ １５ 等倍結像素子 １６ 平滑板 １７ コンピュータ（制御装置） １８ データファイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−290578（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−305438（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−99618（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−38762（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 67/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】液状の光硬化性樹脂に目的立体モデルの断
面パターンに対応する光を選択的に照射して薄膜の硬化
樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を順次積層して立体モ
デルを形成するようにした光造形装置において、前記光
硬化性樹脂を収容する容器の上方に、光を選択的に透過
させる液晶シャッタを前記容器のほぼ全面に亘って平面
状に配置するとともに、前記容器を跨がって直線状に延
びる光源ユニットを該ユニットの幅方向に走行自在に配
置し、前記光源ユニットの内部に、前記液晶シャッタの
上方に位置して光源ユニットの長さ方向に延びる線状光
源を収容し、更に前記光源ユニットの走行方向の前後面
に該ユニットの長さ方向に沿って延びて前記光硬化性樹
脂の表面を平滑化させる平滑板を上下動自在に取付けた
ことを特徴とする光造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12025794A JP3417057B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 光造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12025794A JP3417057B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 光造形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07323484A JPH07323484A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3417057B2 true JP3417057B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=14781729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12025794A Expired - Lifetime JP3417057B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417057B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN214122625U (zh) * | 2020-11-30 | 2021-09-03 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 光固化3d打印的光源装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0499618A (ja) * | 1990-08-17 | 1992-03-31 | Fujitsu Ltd | 立体形状物の形成方法 |
| JPH04305438A (ja) * | 1991-04-02 | 1992-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光学的立体造形方法 |
| JP2930455B2 (ja) * | 1991-05-28 | 1999-08-03 | 松下電工株式会社 | 三次元形状の形成方法 |
| JPH07290578A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-07 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 光造形装置 |
-
1994
- 1994-06-01 JP JP12025794A patent/JP3417057B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07323484A (ja) | 1995-12-12 |
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