JP4499538B2 - Light beam control apparatus and stereolithography apparatus - Google Patents
Light beam control apparatus and stereolithography apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4499538B2 JP4499538B2 JP2004342809A JP2004342809A JP4499538B2 JP 4499538 B2 JP4499538 B2 JP 4499538B2 JP 2004342809 A JP2004342809 A JP 2004342809A JP 2004342809 A JP2004342809 A JP 2004342809A JP 4499538 B2 JP4499538 B2 JP 4499538B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- lens
- light beam
- bobbin
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、光ビーム制御装置及び光造形装置に係り、特に、光ビームとしてレーザビームを用いる光ビーム制御装置及び光造形装置において、ビーム径および焦点位置を高速で制御する技術に関する。 The present invention relates to a light beam control apparatus and an optical modeling apparatus, and more particularly to a technique for controlling a beam diameter and a focal position at high speed in a light beam control apparatus and an optical modeling apparatus that use a laser beam as a light beam.
従来より、三次元形状の物体を造形する手法として、光硬化樹脂を用いた光硬化造形法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
光硬化造形法では、例えば、造形対象形状の等高断面に対応させて光硬化性樹脂の液面にレーザビームを走査させつつ照射する。するとレーザビームが照射された光硬化成樹脂の液面が光硬化され、断面硬化層が形成される。光硬化造形法ではこのようにして断面硬化層を形成すると同時に、新たに形成される断面硬化層が先に形成されている断面硬化層に積層一体化されるように三次元的に連続的に造形を行う。このようにすることにより、断面硬化層が積層一体化されて全体として造形対象の形状を有する三次元物体が造形されることとなっていた。
In the photo-curing modeling method, for example, the liquid surface of the photo-curing resin is irradiated while being scanned with a laser beam so as to correspond to the contour section of the shape to be modeled. Then, the liquid surface of the photocurable resin irradiated with the laser beam is photocured, and a cross-section cured layer is formed. In the photo-curing modeling method, the cross-section hardened layer is formed in this way, and at the same time, the newly formed cross-section hardened layer is continuously and three-dimensionally laminated and integrated with the previously formed cross-section hardened layer. Perform modeling. By doing in this way, the cross-section hardening layer was laminated and integrated, and the three-dimensional object which has the shape of modeling object as a whole was modeled.
ところで、光硬化樹脂にレーザビームを照射するに際しては、ビーム径と焦点位置を同時に制御する必要があるが、従来の光硬化造形装置においては、焦点位置を制御する焦点位置制御装置を構成し、この焦点位置制御装置全体をレーザビームの光軸方向に駆動する構成を採っていたため、高速でビーム径を変更することはできないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、装置構成が簡単で、レーザビームのビーム径及び焦点位置を高速で変更することが可能な光ビーム制御装置およびこの光ビーム制御装置を用いた光造形装置を提供することにある。
By the way, when irradiating a photocurable resin with a laser beam, it is necessary to control the beam diameter and the focal position at the same time, but in the conventional photocuring modeling apparatus, a focal position control device for controlling the focal position is configured, Since the entire focal position control device is driven in the direction of the optical axis of the laser beam, there is a problem that the beam diameter cannot be changed at high speed.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light beam control device having a simple device configuration and capable of changing the beam diameter and focus position of a laser beam at high speed, and an optical modeling device using the light beam control device. There is.
上記課題を解決するため、本発明は、レーザビームの出射装置と、前記レーザビームを走査するスキャナ部との間に配置され、焦点位置及びビーム径調整用のレンズを前記レーザビームの光軸に沿って移動して、前記出射装置より入射されたレーザビームの焦点位置及びビーム径を変更する光ビーム制御装置において、前記レンズを担持し、外部からの駆動制御信号に基づいて前記レーザビームの光軸方向に直動するボビンを有するボイスコイルモータと、前記ボビンを支持するとともに、当該ボビンの直動をガイドする案内部材と、前記レンズ位置を検出し、前記駆動制御信号生成のための位置検出信号を出力するエンコーダと、を備え、前記ボイスコイルモータは、前記スキャナ部によるレーザビームの走査時に、前記駆動制御信号に基づいて前記ボビンを直動して、照射面でのレーザビームのビーム径を変更するために前記レンズを変更すべきビーム径に対応した基準位置に移動し、前記レーザビームの走査に追従して前記焦点位置を調整するために前記基準位置を基準として前記レンズを移動することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is arranged between a laser beam emitting device and a scanner unit that scans the laser beam, and a lens for adjusting a focal position and a beam diameter is provided on the optical axis of the laser beam. In the light beam control device that moves along and changes the focal position and the beam diameter of the laser beam incident from the emission device , the lens is carried, and the light of the laser beam is based on an external drive control signal. A voice coil motor having a bobbin that moves linearly in the axial direction, a guide member that supports the bobbin and guides the bobbin linear movement, and detects the lens position, and detects the position for generating the drive control signal. comprising an encoder for outputting a signal, wherein the voice coil motor, during scanning of the laser beam by the scanner unit, based on the drive control signal And linear motion of the bobbin had to move to the reference position corresponding to the beam diameter to be changed the lens to change the beam diameter of the laser beam on the irradiation surface, wherein following the scanning of the laser beam characterized by moving the lens relative to the said reference position to adjust the focus position.
上記構成によれば、ボイスコイルモータのボイスコイル部は、レンズを直接的あるいは間接的に担持し、外部からの駆動制御信号に基づいて光ビームの光軸方向に直動する。
このとき、ガイド部材は、ボイスコイル部を支持するとともに、当該ボイスコイル部の直動をガイドする。
さらにこれと並行して、エンコーダは、レンズ位置を検出し、位置検出信号を出力する。
According to the above configuration, the voice coil unit of the voice coil motor carries the lens directly or indirectly, and moves directly in the optical axis direction of the light beam based on the drive control signal from the outside.
At this time, the guide member supports the voice coil unit and guides the linear motion of the voice coil unit.
In parallel with this, the encoder detects the lens position and outputs a position detection signal.
また、前記エンコーダは、前記ボイスコイル部の直動に連動して直動するスケールと、前記スケールを読み取って前記位置検出信号を出力するエンコーダヘッドと、を備えるようにしてもよい。 The encoder may include a scale that moves linearly in conjunction with the linear movement of the voice coil unit, and an encoder head that reads the scale and outputs the position detection signal.
さらに、前記ビーム径に対応する前記レンズの位置を基準位置とし、前記焦点位置に応じて前記レンズの位置を前記基準位置から所定距離移動させるようにしてもよい。 Furthermore, the position of the lens corresponding to the beam diameter may be set as a reference position, and the position of the lens may be moved from the reference position by a predetermined distance according to the focal position.
また、光造形装置は、レーザビームの出射装置と、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光ビーム制御装置と、前記光ビーム制御装置を通過したレーザビームを集光する対物レンズと、レーザビームで照射面を走査するためのスキャナ部と、造形対象の三次元形状に対応する造形データおよび前記光ビーム制御装置のレンズの位置検出信号に基づいて、前記光ビーム制御装置のボイスコイルモータの駆動制御信号を出力する造形コントローラと、を備えたことを特徴とする。
An optical modeling apparatus includes a laser beam emitting device, the light beam control device according to any one of
上記構成によれば、レーザビーム出射装置は、レーザビームを光ビーム制御装置に出射する。
これにより、造形コントローラは、造形対象の三次元形状に対応する造形データに基づいて、駆動制御信号を光ビーム制御装置に出力する。
一方、光ビーム制御装置を構成するボイスコイル部は、レンズを直接的あるいは間接的に担持し、造形コントローラからの駆動制御信号に基づいて光ビームの光軸方向に直動し、ガイド部材は、ボイスコイル部を支持するとともに、当該ボイスコイル部の直動をガイドする。
According to the above configuration, the laser beam emitting device emits the laser beam to the light beam control device.
Accordingly, the modeling controller outputs a drive control signal to the light beam control device based on the modeling data corresponding to the three-dimensional shape to be modeled.
On the other hand, the voice coil unit that constitutes the light beam control device carries the lens directly or indirectly, and moves directly in the optical axis direction of the light beam based on the drive control signal from the modeling controller. While supporting a voice coil part, the linear motion of the said voice coil part is guided.
これと並行して、エンコーダは、レンズ位置を検出し、位置検出信号を造形コントローラに出力する。
これらの結果、造形コントローラは、造形対象の三次元形状に対応する造形データおよび位置検出信号に基づいて、新たな駆動制御信号を出力する。
さらに対物レンズは、光ビーム制御装置を通過したレーザビームを集光し、スキャナ部はレーザビームを走査して光硬化造形を行う。
In parallel with this, the encoder detects the lens position and outputs a position detection signal to the modeling controller.
As a result, the modeling controller outputs a new drive control signal based on the modeling data corresponding to the three-dimensional shape to be modeled and the position detection signal.
Further, the objective lens condenses the laser beam that has passed through the light beam control device, and the scanner unit scans the laser beam to perform photo-curing modeling.
本発明によれば、簡単な装置構成で、レーザビームのビーム径及び焦点位置を高速で変更することが可能となる。 According to the present invention, the beam diameter and focal position of a laser beam can be changed at high speed with a simple apparatus configuration.
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、実施形態の光造形装置の概要構成図である。
光硬化造形装置10は、レーザビームLを出射するレーザビーム出射装置11と、出射されたレーザビームLの焦点位置及びビーム径を制御する光ビーム制御装置12と、光ビーム制御装置12を通過したレーザビームLを集光する対物レンズ13と、レーザビームLを走査するためのスキャナ部14と、図示しないエレベータ装置を有し光硬化樹脂を貯留する樹脂貯留槽15と、光硬化造形装置10全体を制御するための造形コントローラ16と、造形コントローラ16の制御下でレーザビーム出射装置11、光ビーム制御装置12スキャナ部14等における光学系の制御を行う光学系コントローラ17と、樹脂貯留槽15を図示しないテーブルにより昇降させるための制御を行うテーブル昇降制御部18と、樹脂貯留槽15内の光硬化樹脂の表面を均すための図示しないナイフを制御するためのナイフ制御部と、樹脂貯留槽15内の光硬化樹脂の液面制御を行う液面制御部20と、を備えている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical modeling apparatus according to an embodiment.
The photocuring
スキャナ部14は、2個のガルバノ式スキャナ14A、14Bと、各ガルバノ式スキャナ14A、14Bに取り付けられた2枚のミラー14C、14Dと、を備えている。
The
図2は、ケースを取り外した場合の光ビーム制御装置の平面図である。図3は、ケースを取り外した場合の光ビーム制御装置の正面図である。図4は、ケースを取り外した場合の光ビーム制御装置の背面図である。図5は、ケースを取り外した場合の光ビーム制御装置の側面図である。図6は、光ビーム制御装置のボイスコイルモータ部の断面図である。図7は、光ビーム制御装置の分解斜視図である。図8は、図2のA−A断面矢視図である。 FIG. 2 is a plan view of the light beam control apparatus when the case is removed. FIG. 3 is a front view of the light beam control apparatus when the case is removed. FIG. 4 is a rear view of the light beam control apparatus when the case is removed. FIG. 5 is a side view of the light beam control apparatus when the case is removed. FIG. 6 is a cross-sectional view of the voice coil motor unit of the light beam control apparatus. FIG. 7 is an exploded perspective view of the light beam control apparatus. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
光ビーム制御装置12は、大別すると、ボイスコイルモータ部21と、ボイスコイルモータ部21を構成する円筒状のボビン22をレーザビームLの光軸方向に沿って案内するための案内部23と、ボビン22の位置を検出するためのエンコーダ部24と、ボイスコイルモータ部21、案内部23及びエンコーダ部24を支持するベース部25と、外部から駆動制御信号を入力するとともに、外部にエンコーダ部24の検出信号を出力するリード線部26と、ボビン22の温度を計測するための温度センサ27と、を備えている。
The light
ボイスコイルモータ部21は、ボビン22と、このボビン22の両端側にそれぞれ巻回されたコイル31A、31B(図6及び図7参照)と、ボビン22内に収納された焦点位置及びビーム径調整用のレンズ32(図6参照)と、各コイル31A、31Bの少なくとも一部がそれぞれ収納される略二重管形状のマグネットヨーク部33A、33Bと、を備えている。
The voice
マグネットヨーク部33Aは、図6に示すように、円筒形状の永久磁石33A1と、円筒形状のヨーク部33A2と、ボビン22内に挿入され、ボビン22を案内する案内筒34Aを備えている。同様に、マグネットヨーク部33Bは、円筒形状の永久磁石33B1と、円筒形状のヨーク部33B2と、ボビン22内に挿入され、ボビン22を案内する案内筒34Bを備えている。
As shown in FIG. 6, the magnet yoke portion 33 </ b> A includes a cylindrical permanent magnet 33 </ b> A <b> 1, a cylindrical yoke portion 33 </ b> A <b> 2, and a guide cylinder 34 </ b> A that is inserted into the
この場合において、レーザビームLは、一方のマグネットヨーク部33Aの一端の開口から案内筒34Aを介してボビン22内に入射し、レンズ32を通って、他方のマグネットヨーク部33Bの案内筒34B及び開口から出射するようにされている。
In this case, the laser beam L enters the
案内部23は、ボビン22をマグネットヨーク部33A、33Bに接触しないように支持するための略U字状の支持部を有する支持ブロック41と、支持ブロック41の一方の側部にねじにより固着されるベアリングガイドブロック42と、支持ブロック41の他方の側部の下方側から支持するとともに、ベアリングガイドブロック42と協働して、支持ブロック41をボビン22と一体でレーザビームの光軸方向に直線的に摺動させるためリニアガイドブロック43と、ベース部25に設けられた位置決め用溝25A内に固定されているガイド軸44と、を備えている。
The
ベアリングガイドブロック42は、ガイド軸44に対応する位置に一対のベアリング45A、45Bを有し、ベアリング45A、45Bがガイド軸44上で転動することにより、ベアリングガイドブロック43を滑らかにレーザビームLの光軸方向に直線的に摺動させる。
The
エンコーダ部24は、支持ブロック41の他方の側部にねじにより固着されるエンコーダガイド51を有し、このエンコーダガイド51には、移動量を検出するための平板状のスケール(エンコーダテープ)52が設けられている。このスケール52の対向する位置には、スケール52を読み取るためのエンコーダヘッド53がベース部25の所定位置に固定されている。ここで、エンコーダガイド51は、第1端子板54として機能し、エンコーダヘッド53には、第2端子板55が固定されている。
The
そして、第1端子板54と第2端子板55との間は、ボビン22の滑らかな動きを阻害しないようにフレキシブルハーネス56により電気的に接続され、さらに第2端子板55からボビン22に複数のリード線で構成されるリード線群56が導かれている。このリード線群56を介して駆動電流がコイル31A、31Bに供給され、温度センサ27の検出信号が外部に出力されるようになっている。
And between the
これらの場合において、ボビン22は高速で移動するため、ボビン22、支持ブロック41、ベアリングガイドブロック42及びエンコーダガイド51が一体となって浮き上がる方向に力が働く可能性がある。これを防止するため、支持ブロック41のボビン22と反対側の面に吸引ヨーク61が設けられ、ベース部25の吸引ヨーク61に対向する位置には、マグネット62及び吸引ヨーク63が埋設されている。これによりボビン22、支持ブロック41、ベアリングガイドブロック42及びエンコーダガイド51が一体となってベース部25側に吸引され、安定してボビン22の駆動が可能となっている。
また、造形コントローラ16は、各種造形データの処理を行う造形データ処理部16Aと、造形データに基づいて光学系コントローラ17、テーブル昇降制御部18、ナイフ制御部19および液面制御部20を制御するための制御部16Bと、を備えている。
In these cases, since the
The
次に実施形態の動作について説明する。
図9は実施形態の処理フローチャートである。
まず、光硬化造形装置10の造形コントローラ16は、造形対象物の一つの等高断面におけるCADデータ(造形データ)が入力されると(ステップS1)、レーザビームの走査手順(走査方向、走査形状、走査順番など)、各走査手順に応じたレーザビーム径設定、レーザビームの焦点位置設定を含む造形制御データを生成する(ステップS2)。
Next, the operation of the embodiment will be described.
FIG. 9 is a processing flowchart of the embodiment.
First, when CAD data (modeling data) in one contour section of a modeling target is input to the
次に造形コントローラ16は、操作手順に従って、走査を開始し、走査速度、レーザビーム径に基づいてレーザビームの照射時の当該レーザビームのエネルギー密度が常に一定になるように、レーザビーム出射装置11を制御して、出射されるレーザビームLのエネルギー強度を調整するとともに、レーザビームの出射の可否を制御する(ステップS3)。
続いて造形コントローラ16は、光ビーム制御装置12を制御し、必要な光ビーム径に応じてボビン22内に収納された焦点位置及びビーム径調整用のレンズ32の位置を調整する(ステップS4)。
Next, the
Subsequently, the
この結果、造形コントローラ16は、駆動信号をリード線部26を介して、第1端子板54に供給する。第1端子板54に供給された駆動信号は、フレキシブルハーネス56を介して第2端子板55に供給され、さらに第2端子板55からボビン22に複数のリード線で構成されるリード線群56が導かれている。このリード線群56を介して駆動電流がコイル31A、31Bに供給されて、ボビン22、ひいては、レンズ32が駆動される。
これと並行して、実際のレンズ32の位置は、エンコーダガイド51に設けられたスケール(エンコーダテープ)52をエンコーダヘッド53により読み取り、リード線部26を介して位置検出信号として造形コントローラ16にフィードバックされ、レンズ32の位置のフィードバック制御がなされ、レンズ32は、所望の位置に移動されることとなる。
As a result, the
In parallel with this, the actual position of the
図10は、焦点位置及びビーム径調整用のレンズの制御テーブルの一例の説明図である。
図10に示すように、ビーム径を調整する場合には、レンズ32を10mm〜15mmの間で駆動することとなる。
すなわち、ビーム径が0.1mmφである場合には、レンズ32を10.00mm駆動した位置を基準位置とし、ビーム径が0.2mmφである場合には、レンズ32を10.20mm駆動した位置を基準位置とし、ビーム径が0.3mmφである場合には、レンズ32を10.40mm駆動した位置を基準位置とし、ビーム径が0.4mmφである場合には、レンズ32を10.60mm駆動した位置を基準位置とする。
FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a control table of a lens for adjusting the focal position and the beam diameter.
As shown in FIG. 10, when adjusting the beam diameter, the
That is, when the beam diameter is 0.1 mmφ, the position where the
次に造形コントローラ16は、光ビーム制御装置12を制御し、照射位置に対応する焦点位置に応じてボビン22内に収納された焦点位置及びビーム径調整用のレンズ32の位置を調整する(ステップS5)。
図11は、ミラーとレーザビーム照射位置の関係説明図である。図11においては、説明の簡略化のため、ミラー14Dのみを図示している。
図10に示すように、照射位置に対応させて焦点位置を調整する場合には、レンズ32を基準位置から0.00mm〜0.15mmの間で駆動することとなる。
Next, the
FIG. 11 is an explanatory diagram of the relationship between the mirror and the laser beam irradiation position. In FIG. 11, only the
As shown in FIG. 10, when the focal position is adjusted in correspondence with the irradiation position, the
具体的には、照射位置がミラー14Dの真下にある照射位置P1と、最も遠い照射位置である照射位置P3 と、照射位置P1及び照射位置P3 の間に位置する照射位置P2 について説明する。
照射位置P1では、ミラー14Dから最も近い位置であるので、レンズ32を基準位置から0.00mm、すなわち、基準位置そのままとする。
照射位置P2 では、レンズ32粗基準位置から0.05mm駆動した位置とする。
さらに、照射位置P3 では、最も遠い照射位置であるので、レンズ32を基準位置から0.15mm駆動した位置とする。
Specifically, the irradiation position P1 where the irradiation position is directly below the
Since the irradiation position P1 is closest to the
At the irradiation position P2, the
Further, since the irradiation position P3 is the farthest irradiation position, the
より詳細には、ビーム径0.2mmφで照射位置P1にレーザビームを照射する場合には、レンズ32を、
10.20+0.00=10.20(mm)
の位置に駆動することとなる。同様にビーム径0.2mmφで照射位置P2 にレーザビームを照射する場合には、レンズ32を、
10.20+0.05=10.25(mm)
の位置に駆動することとなる。ビーム径0.2mmφで照射位置P3 にレーザビームを照射する場合には、レンズ32を、
10.20+0.15=10.35(mm)
の位置に駆動することとなる。すなわち、ビーム径0.2mmφで照射位置P1〜P3 まで連続的に走査した場合には、レンズ32を10.20〜10.35mmの範囲で駆動することとなる。
More specifically, when irradiating the irradiation position P1 with a laser beam diameter of 0.2 mmφ, the
10.20 + 0.00 = 10.20 (mm)
It will drive to the position. Similarly, when irradiating the irradiation position P2 with a beam diameter of 0.2 mmφ, the
10.20 + 0.05 = 10.25 (mm)
It will drive to the position. In the case of irradiating the irradiation position P3 with a beam diameter of 0.2 mmφ, the
10.20 + 0.15 = 10.35 (mm)
It will drive to the position. That is, when the beam diameter is 0.2 mmφ and the irradiation positions P1 to P3 are continuously scanned, the
続いて造形コントローラ16は、造形対象物の全ての等高断面におけるCADデータ(造形データ)に対応する走査が完了したか否かを判別し(ステップS6)、造形対象物の全ての等高断面におけるCADデータ(造形データ)に対応する走査が完了するまでは、処理を再びステップS1に移行して同様の処理を行うこととなる。
以上の説明のように、本実施形態によれば、光ビーム制御装置12は、焦点位置及びビーム径調整用のレンズ32を軽量化が容易なボイスコイルモータ部21で駆動する構成を採っているので、ビーム径と焦点位置を高速、かつ、高精度で変更し、制御することができる。
Subsequently, the
As described above, according to the present embodiment, the light
以上の説明においては、光ビーム制御装置12を構成するレンズ32をボビン32内に配置する構成を採っていたが、例えば、ベアリングガイドブロック42に設けたり、ボビン22の外周上面に配置するなどボビン32外に設けるように構成することも可能である。
以上の説明においては、スキャナ部14をガルバノ式スキャナで構成していたが、ポリゴンミラーを用いたスキャナ、サーボモータを使用したスキャナなど他のスキャナを用いるように構成することも可能である。
In the above description, the
In the above description, the
10…光硬化造形装置、11…レーザビーム出射装置、12…光ビーム制御装置、13…対物レンズ、14…スキャナ部、15…樹脂貯留槽、16…造形コントローラ、17…光学系コントローラ、18…テーブル昇降制御部、19…ナイフ制御部、20…液面制御部、21…ボイスコイルモータ部、22…ボビン、23…案内部(案内部材)、24…エンコーダ部、25…ベース部、L…レーザビーム。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レンズを担持し、外部からの駆動制御信号に基づいて前記レーザビームの光軸方向に直動するボビンを有するボイスコイルモータと、
前記ボビンを支持するとともに、当該ボビンの直動をガイドする案内部材と、
前記レンズ位置を検出し、前記駆動制御信号生成のための位置検出信号を出力するエンコーダと、を備え、
前記ボイスコイルモータは、前記スキャナ部によるレーザビームの走査時に、前記駆動制御信号に基づいて前記ボビンを直動して、照射面でのレーザビームのビーム径を変更するために前記レンズを変更すべきビーム径に対応した基準位置に移動し、前記レーザビームの走査に追従して前記焦点位置を調整するために前記基準位置を基準として前記レンズを移動する
ことを特徴とする光ビーム制御装置。 And emitting device of the laser beam, the disposed between the scanner unit for scanning the laser beam moves along the lens for a focal position and a beam diameter adjusting the optical axis of the laser beam, incident from the emitting device In the light beam control device for changing the focal position and the beam diameter of the laser beam ,
A voice coil motor that carries the lens and has a bobbin that linearly moves in the optical axis direction of the laser beam based on an external drive control signal ;
A guide member for supporting the bobbin and guiding the linear movement of the bobbin;
An encoder that detects the lens position and outputs a position detection signal for generating the drive control signal;
The voice coil motor, during scanning of the laser beam by the scanner unit, and the linear motion of the bobbin on the basis of the driving control signal, to change the lens to change the beam diameter of the laser beam on the irradiated surface It should move to a reference position corresponding to the beam diameter, the beam controller to follow the scanning of the laser beam, characterized in that moving the lens relative to the said reference position in order to adjust the focal position.
前記エンコーダは、前記ボイスコイル部の直動に連動して直動するスケールと、
前記スケールを読み取って前記位置検出信号を出力するエンコーダヘッドと、
を備えたことを特徴とする光ビーム制御装置。 The light beam control device according to claim 1 .
The encoder is a scale that linearly moves in conjunction with the linear movement of the voice coil unit;
An encoder head that reads the scale and outputs the position detection signal;
A light beam control device comprising:
前記ボビンの両端にそれぞれコイルを巻き回し、各コイルごとにマグネットヨーク部を設け、前記ボビンに前記レンズを収納し、各マグネットヨーク部の間で前記ボビンと共に前記レンズを直動したことを特徴とする光ビーム制御装置。 The light beam control device according to claim 1 or 2 ,
A coil is wound around each end of the bobbin , a magnet yoke portion is provided for each coil , the lens is housed in the bobbin, and the lens is linearly moved together with the bobbin between the magnet yoke portions. Light beam control device.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光ビーム制御装置と、
前記光ビーム制御装置を通過したレーザビームを集光する対物レンズと、
レーザビームで照射面を走査するためのスキャナ部と、
造形対象の三次元形状に対応する造形データおよび前記光ビーム制御装置のレンズの位置検出信号に基づいて、前記光ビーム制御装置のボイスコイルモータの駆動制御信号を出力する造形コントローラと、
を備えたことを特徴とする光造形装置。 A laser beam emitting device;
The light beam control device according to any one of claims 1 to 3,
An objective lens for condensing the laser beam that has passed through the light beam control device;
A scanner unit for scanning the irradiation surface with a laser beam;
Based on modeling data corresponding to a three-dimensional shape to be modeled and a lens position detection signal of the light beam control device, a modeling controller that outputs a drive control signal of a voice coil motor of the light beam control device;
An optical modeling apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004342809A JP4499538B2 (en) | 2004-11-26 | 2004-11-26 | Light beam control apparatus and stereolithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004342809A JP4499538B2 (en) | 2004-11-26 | 2004-11-26 | Light beam control apparatus and stereolithography apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006154126A JP2006154126A (en) | 2006-06-15 |
JP4499538B2 true JP4499538B2 (en) | 2010-07-07 |
Family
ID=36632540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004342809A Expired - Fee Related JP4499538B2 (en) | 2004-11-26 | 2004-11-26 | Light beam control apparatus and stereolithography apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4499538B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10906246B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium |
US10994489B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-05-04 | Canon Kabushikikaisha | Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium |
US11186041B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically shaping apparatus and manufacturing method |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5671098B2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-02-18 | シーメット株式会社 | Stereolithography equipment |
CN105931451B (en) * | 2016-06-24 | 2021-12-07 | 南京紫米网络科技有限公司 | Voice control sensor based on sound wave coding |
KR102000922B1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-07-17 | 주식회사 디이엔티 | Laser beam sizing device of metal 3D printer |
EP3495143B1 (en) * | 2017-12-08 | 2021-07-07 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Apparatus and method for additively manufacturing three-dimensional objects |
WO2020006253A1 (en) | 2018-06-28 | 2020-01-02 | 3D Systems, Inc. | Three-dimensional printing system with laser calibration system |
KR102188554B1 (en) * | 2019-01-22 | 2020-12-09 | 주식회사 디이엔티 | Laser head optical axis distance adjustment device of metal 3D printer |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0486714A (en) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Canon Inc | Lens barrel |
JPH04212915A (en) * | 1990-12-07 | 1992-08-04 | Canon Inc | Lens position detecting device |
JPH05313055A (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-26 | Canon Inc | Lens driving control device |
JPH08304689A (en) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | Victor Co Of Japan Ltd | Lens driving controller |
JPH08318574A (en) * | 1995-05-26 | 1996-12-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Formation of three-dimensional shape |
JPH08318578A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Tanizawa Seisakusho:Kk | Wind pipe |
WO2003025656A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-27 | Kabushiki Kaisha Hayashi Soken | Digital control scanning method and apparatus |
JP2003177343A (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Ricoh Co Ltd | Device for measuring beam of scanning optical system and method of measuring beam |
JP2004144839A (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Olympus Corp | Optical scanning device |
-
2004
- 2004-11-26 JP JP2004342809A patent/JP4499538B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0486714A (en) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Canon Inc | Lens barrel |
JPH04212915A (en) * | 1990-12-07 | 1992-08-04 | Canon Inc | Lens position detecting device |
JPH05313055A (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-26 | Canon Inc | Lens driving control device |
JPH08304689A (en) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | Victor Co Of Japan Ltd | Lens driving controller |
JPH08318578A (en) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Tanizawa Seisakusho:Kk | Wind pipe |
JPH08318574A (en) * | 1995-05-26 | 1996-12-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Formation of three-dimensional shape |
WO2003025656A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-27 | Kabushiki Kaisha Hayashi Soken | Digital control scanning method and apparatus |
JP2003177343A (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Ricoh Co Ltd | Device for measuring beam of scanning optical system and method of measuring beam |
JP2004144839A (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Olympus Corp | Optical scanning device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10906246B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium |
US10994489B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-05-04 | Canon Kabushikikaisha | Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium |
US11186041B2 (en) | 2016-09-29 | 2021-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically shaping apparatus and manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006154126A (en) | 2006-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8540501B2 (en) | Three-dimensional stereolithography apparatus, three-dimensional stereolithography method, and three-dimensional object | |
JP4499538B2 (en) | Light beam control apparatus and stereolithography apparatus | |
WO2018176879A1 (en) | Laser marking machine, method for adjusting distance between scanning head and object for marking, and method for automatically aligning marking machine | |
KR101533374B1 (en) | Dlp type three-dimention printer | |
EP3162542A1 (en) | Method for calibrating a light of a three-dimensional object generating apparatus | |
WO2013038606A1 (en) | Laser processing device and laser processing method | |
KR101572301B1 (en) | Exposure apparatus | |
JP3155168B2 (en) | 3D shape forming method | |
JP2018520379A (en) | Beam director | |
KR101776509B1 (en) | Auto-levelling system for dlp type 3d printer using optic sensor and attitude sensor and dlp type 3d printer with same | |
KR20160030365A (en) | Laser machining apparatus | |
US7423735B2 (en) | Beam irradiation apparatus | |
JP3252859B2 (en) | Three-dimensional shape forming apparatus and three-dimensional shape forming method | |
JP2000317657A (en) | Laser beam marking device | |
CN110732667B (en) | Method for molding object | |
JP2000084689A (en) | Laser beam machining device | |
JP4194458B2 (en) | Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device | |
KR102044854B1 (en) | optical integrated module and 3D printer using the same | |
TWI830120B (en) | Laser machining device | |
JP5133709B2 (en) | Laser repair device | |
CN114290665A (en) | Photocuring 3D printing method | |
JP5715113B2 (en) | Laser processing machine | |
KR102171813B1 (en) | optical beam irradiation apparatus of 3D printer | |
JP2021154713A (en) | Head for printer and three-dimensional printer device | |
WO2003102860A1 (en) | Precision laser scan head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20071010 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100311 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100406 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100415 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4499538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |