JP6767007B2 - 光造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元の造形物を製造する光造形装置に関する。

三次元の造形物を製造する技術として、光造形技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の立体図形作成装置においては、容器に液状の感光性樹脂が貯留され、工作台が感光性樹脂の液面の直下に固定される。描きたい立体図形の最下部の断面図形が描かれるように、容器の上部に配置された露光装置からビーム状の光が感光性樹脂の液面に照射される。光が照射された感光性樹脂の部分は固化する。

その後、工作台が一定量だけ沈められる。この状態で、描きたい立体図形のうち既に描かれた部分の上方の断面図形が描かれるように、露光装置からビーム状の光が感光性樹脂の表面に再度照射される。この動作が繰り返されることにより、固化した樹脂の断面が積層され、工作台上に立体図形が作成される。

特開昭５６−１４４４７８号公報 特開平９−８５８３９号公報

特許文献２には、光造形技術によりｍｍまたは数十μｍ程度の微細な三次元の造形物の製造ができると記載されている。しかしながら、実際には、たとえ光による描画を微細に行ったとしても、高い精度で造形物を製造することは困難である。

本発明の目的は、造形物を高い精度で製造することが可能な光造形装置を提供することである。

（１）第１の発明に係る光造形装置は、光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の造形面に光を照射する光学ユニットと、樹脂保持部を収容する筐体と、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、光学ユニットは樹脂保持部の上方に配置され、造形面は樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、内部空間は、光学ユニットと造形面との間に位置し、筐体は側面部を有し、気体供給部は、水平面に平行な方向に清浄気体を供給するように配置され、清浄気体が造形面に沿って流れるように側面部から内部空間に清浄気体を供給する。

この光造形装置においては、樹脂保持部が筐体に収容される。光硬化性樹脂が樹脂保持部により保持される。気体供給部による清浄気体が、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間に供給される。この状態で、光学ユニットにより光硬化性樹脂の造形面に光が照射される。

この構成によれば、清浄気体により光硬化性樹脂の造形面に異物が混入することが防止される。また、流動する清浄気体により熱が放散されるので、光学ユニットへの熱の影響が低減される。これにより、熱の影響を受けることなく造形面の所望の位置に光を照射することができる。その結果、造形物を高い精度で製造することができる。

また、光学ユニットは樹脂保持部の上方に配置され、造形面は樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、内部空間は、光学ユニットと造形面との間に位置し、筐体は側面部を有し、気体供給部は、清浄気体が造形面に沿って流れるように側面部から内部空間に清浄気体を供給する。

この場合、光学ユニットと気体供給部とが干渉しないので、光造形装置を小型化することができる。また、造形面に接する内部空間に清浄気体を供給することが容易になる。これにより、造形面への異物の混入および内部空間の排熱をより容易に行うことができる。
（２）第２の発明に係る光造形装置は、光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の造形面に光を照射する光学ユニットと、樹脂保持部を収容する筐体と、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、光学ユニットは樹脂保持部の上方に配置され、造形面は樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、内部空間は、光学ユニットと造形面との間に位置し、筐体は側面部を有し、気体供給部は、清浄気体が造形面に沿って流れるように側面部から内部空間に清浄気体を供給し、筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、取出部は、樹脂保持部を挟んで気体供給部と対向するように清浄気体の流れの下流側に配置される。この場合、取出部は気体供給部により供給される清浄気体の下流に位置するので、気体供給部から取出部に向かって清浄気体が供給される。これにより、使用者が造形物を取り出す際に発生する異物が樹脂保持部に混入することが防止される。
（３）第２の発明に係る光造形装置は、光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の造形面に光を照射する光学ユニットと、樹脂保持部を収容する筐体と、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、取出部は、樹脂保持部を挟んで気体供給部と対向するように清浄気体の流れの下流側に配置される。
この光造形装置においては、樹脂保持部が筐体に収容される。光硬化性樹脂が樹脂保持部により保持される。気体供給部による清浄気体が、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間に供給される。この状態で、光学ユニットにより光硬化性樹脂の造形面に光が照射される。
この構成によれば、清浄気体により光硬化性樹脂の造形面に異物が混入することが防止される。また、流動する清浄気体により熱が放散されるので、光学ユニットへの熱の影響が低減される。これにより、熱の影響を受けることなく造形面の所望の位置に光を照射することができる。その結果、造形物を高い精度で製造することができる。
また、筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、取出部は、樹脂保持部を挟んで気体供給部と対向するように清浄気体の流れの下流側に配置される。この場合、取出部は気体供給部により供給される清浄気体の下流に位置するので、気体供給部から取出部に向かって清浄気体が供給される。これにより、使用者が造形物を取り出す際に発生する異物が樹脂保持部に混入することが防止される。
（４）光学ユニットは樹脂保持部の上方に配置され、造形面は樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、内部空間は、光学ユニットと造形面との間に位置し、筐体は側面部を有し、気体供給部は、側面部から内部空間に清浄気体を供給するように配置されてもよい。
この場合、光学ユニットと気体供給部とが干渉しないので、光造形装置を小型化することができる。また、造形面に接する内部空間に清浄気体を供給することが容易になる。これにより、造形面への異物の混入および内部空間の排熱をより容易に行うことができる。

（５）光造形装置は、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を水平方向に案内する整流部材をさらに備えてもよい。この場合、光硬化性樹脂の造形面に沿った清浄気体の流れを形成することができる。それにより、内部空間に浮遊するパーティクルが造形面に付着することを確実に防止することができる。また、造形面に接する内部空間に清浄気体を効率よく供給することができるので、気体供給部は大量の清浄気体を供給する必要がない。そのため、光造形装置の運用コストを低減させることができる。

（６）整流部材は、互いに対向するように内部空間の両側部にそれぞれ配置される第１および第２の整流板を含んでもよい。この場合、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を第１および第２の整流板により水平方向に容易に案内することができる。

（７）整流部材は、内部空間の上部に配置される第３の整流板をさらに含み、第３の整流板は、光学ユニットから造形面に照射される光が通過する通過部を有してもよい。この場合、光学ユニットから造形面に照射される光を遮ることなく、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を第３の整流板により水平方向に容易に案内することができる。

（８）筐体は、熱を外部に放散する開口部を有してもよい。この場合、内部空間で発生した熱を簡単な構成で外部に放散することができる。

本発明によれば、造形物を高い精度で製造することができる。

本発明の一実施の形態に係る光造形装置の斜視図である。 図１の光造形装置の側面図である。 図１の樹脂保持部、クリーンユニット、整流ユニットおよび光学ユニットの構成を示す模式図である。 製造したい造形物の形状データを視覚的に示す図である。 樹脂保持部および光学ユニットの動作を説明するための図である。 樹脂保持部および光学ユニットの動作を説明するための図である。 第１の変形例に係る光造形装置の構成を示す模式図である。 第２の変形例に係る光造形装置の構成を示す模式図である。 従来の光造形装置により製造された造形物の拡大図である。

（１）光造形装置の構成
以下、本発明の一実施の形態に係る光造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る光造形装置の斜視図である。図２は、図１の光造形装置１００の側面図である。図３は、図１の樹脂保持部３０、クリーンユニット４０、整流ユニット５０および光学ユニット６０の構成を示す模式図である。図１および図２において、矢印で示すように、水平面内で互いに直交する方向をＸ方向およびＹ方向と呼ぶ。

図１および図２に示すように、光造形装置１００は、本体フレーム１０、制御部２０、樹脂保持部３０、クリーンユニット４０、整流ユニット５０、光学ユニット６０および筐体７０を含む。筐体７０内に本体フレーム１０、制御部２０、樹脂保持部３０、整流ユニット５０および光学ユニット６０が収容される。なお、図１および図２においては、筐体７０における光学ユニット６０を収容する部分の図示を省略している。

本体フレーム１０は、底面部１１、中面部１２、上面部１３、複数の支柱１４および複数の補強部１５を含む。底面部１１、中面部１２および上面部１３の各々は、略矩形状を有する。底面部１１、中面部１２および上面部１３は、下方から上方に向かってこの順で水平姿勢で配置される。各支柱１４は、垂直方向に延び、底面部１１、中面部１２および上面部１３を支持する。各補強部１５は、水平方向に延び、複数の支柱１４を補強するように隣り合う支柱１４間に取り付けられる。

底面部１１の下面には、複数の車輪１６および複数の支持部１７が設けられる。複数の車輪１６および複数の支持部１７は、筐体７０の底部から下方に突出する。光造形装置１００を移動させるときには、複数の車輪１６が設置面に接触するとともに、複数の支持部１７が設置面から離間する。この場合、複数の車輪１６を設置面上で転がすことにより、光造形装置１００を容易に移動させることができる。一方、光造形装置１００を移動させないときには、複数の支持部１７が設置面に接触するとともに、複数の車輪１６が設置面から離間する。これにより、光造形装置１００を移動不可能に固定することができる。

制御部２０は、例えば図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）を含む。制御部２０は、樹脂保持部３０および光学ユニット６０の動作を制御する。図１および図２の例では、制御部２０は、本体フレーム１０の底面部１１の上面に配置される。

図３に示すように、樹脂保持部３０は、貯留部３１、ステージ３２および昇降部３３を含む。貯留部３１は、上部が開口した容器であり、図２の本体フレーム１０の上面部１３の上面に配置される。貯留部３１には、液状（流動性）の光硬化性樹脂が貯留される。ステージ３２は、貯留部３１内に貯留された光硬化性樹脂の水平な表面（上面）近傍に配置される。本実施の形態においては、光硬化性樹脂の上面が造形面３４となる。樹脂保持部３０の造形面３４と光学ユニット６０との間に筐体７０の内部空間が形成される。内部空間は、造形面３４に接する。

造形面３４に光が照射される。昇降部３３は、ステージ３２を昇降可能にステージ３２に取り付けられる。ステージ３２が下降することにより光の照射により部分的に硬化した光硬化性樹脂の層が下降し、加工した層上に未硬化の光硬化性樹脂の層が形成される。未硬化の光硬化性樹脂の上面が新たな造形面３４となる。この操作が繰り返されることにより立体形状の造形物が製造される。

クリーンユニット４０は、ファン４１、フィルタ４２および電源装置４３を含む。電源装置４３は、ファン４１に電力を供給する。本実施の形態におけるフィルタ４２は、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタである。フィルタ４２の目開き（粒子除去性能）は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下であり、本例では１０μｍである。本実施の形態においては、クリーンユニット４０は、図２の本体フレーム１０の中面部１２のＹ方向における一端部の上方に位置するように、後述する筐体７０の側面部７２に配置される。ファン４１は、フィルタ４２により浄化された清浄気体を、造形面３４に接する内部空間にＹ方向に供給する。清浄気体の流れが、図２に白抜きの矢印で示される。本実施の形態では、清浄気体は清浄空気である。清浄気体として浄化された窒素ガス等の不活性ガスを用いてもよい。

整流ユニット５０は、整流板５１，５２，５３を含む。整流板５１，５２は、本体フレーム１０（図１）の中面部１２と上面部１３との間の部分における両側面に沿ってそれぞれ配置される。これにより、整流板５１，５２は、Ｘ方向において樹脂保持部３０の上方の内部空間を挟んで互いに対向する。整流板５３は、樹脂保持部３０の上方を覆うように、本体フレーム１０（図１）の上面部１３の下面に水平に配置される。整流板５３には、円形の開口部である通過部５３ａが形成される。整流板５３の通過部５３ａは垂直方向において造形面３４と重なる。整流板５１〜５３は、クリーンユニット４０により供給される清浄気体をＹ方向に整流する。それにより、清浄気体が造形面３４に沿って流れる。

光学ユニット６０は、本体フレーム１０（図１）の上面部１３の上面上に配置される。光学ユニット６０は、光源６１、光強度変調器６２、ビームエクスパンダ６３、レンズ６４および２個のガルバノミラー６５，６６を含む。光源６１は、例えばレーザ発信器であり、紫外領域（例えば２５５ｎｍ〜４０５ｎｍ）の波長を有するレーザ光を出射する。光強度変調器６２は、当該光強度変調器６２を通過する光の強度を変調する。ビームエクスパンダ６３は、当該ビームエクスパンダ６３を通過する光の径を拡張する。レンズ６４は、当該レンズ６４を通過する光に焦点を付与する。

ガルバノミラー６５は、アクチュエータ部６５ａおよびミラー部６５ｂを含む。アクチュエータ部６５ａは、垂直方向の回転軸を有するモータである。ミラー部６５ｂは、アクチュエータ部６５ａの回転軸に取り付けられる。アクチュエータ部６５ａが回転することにより、ミラー部６５ｂで反射される光の反射角度が水平面内で変化する。

ガルバノミラー６６は、ガルバノミラー６５と同様の構成を有し、アクチュエータ部６６ａおよびミラー部６６ｂを含む。アクチュエータ部６６ａは、水平方向の回転軸を有するモータである。ガルバノミラー６６は、水平面においてアクチュエータ部６６ａの回転軸がガルバノミラー６５のアクチュエータ部６５ａの回転軸と直交するように配置される。アクチュエータ部６６ａが回転することにより、ミラー部６６ｂで反射される光の反射角度が垂直面内で変化する。

光源６１により出射された光は、光強度変調器６２、ビームエクスパンダ６３およびレンズ６４を順に通過し、２個のガルバノミラー６５，６６で反射され、整流板５３の通過部５３ａを通過する。ここで、レンズ６４により造形面３４に光の焦点が形成される。また、ガルバノミラー６５，６６のアクチュエータ部６５ａ，６６ａが回転することにより、造形面３４上で光が互いに直交する２方向に走査される。これにより、造形面３４に光で任意の形状を描くことができる。

（２）筐体の構成
図１に示すように、筐体７０は垂直方向に延びる扉部７１および垂直方向に延びる３個の側面部７２，７３，７４を含む。図１においては側面部７２〜７４は点線で示され、図２においては側面部７２〜７４の図示は省略される。扉部７１および側面部７２は、Ｙ方向における本体フレーム１０の両側面をそれぞれ閉塞するように配置される。本例においては、扉部７１は、開閉可能に構成された片開きの扉である。側面部７３，７４は、Ｘ方向における本体フレーム１０の両側面をそれぞれ閉塞するように配置される。

樹脂保持部３０を挟んでクリーンユニット４０と対向する筐体７０の部分は、樹脂保持部３０により製造された造形物を取り出すための取出口７５を構成する。使用者は、扉部７１を開くことにより、製造された造形物を取出部７５から取り出すことができる。また、使用者は、扉部７１を開くことにより、樹脂保持部３０を操作することができる。扉部７１には、光硬化性樹脂の感光波長付近の光の透過を遮蔽する窓部７６が形成される。使用者は、窓部７６を通して筐体７０の内部を視認することができる。

本実施の形態においては、筐体７０は非密閉型の筐体であり、通気性を有する。図１の例では、扉部７１に複数の開口部７７が形成される。また、側面部７２〜７４の各々にも、図示しない開口部が形成される。クリーンユニット４０および光学ユニット６０により筐体７０内に熱が発生した場合でも、熱は複数の開口部７７等から外部に放散される。この場合、熱を簡単な構成で外部に放散することができる。

（３）光造形装置の動作
光造形装置１００による造形物の製造動作の一例を説明する。図４は、製造したい造形物の形状データを視覚的に示す図である。図４（ａ）は、造形物の三次元形状を示す三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データである。図４（ｂ）は、造形物の上下方向における位置ごとの断面を示す断面データである。図４（ｂ）においては、複数の断面データに基づく造形物の複数の断面が上下方向に積層された状態で図示されている。図４（ａ），（ｂ）の例では、製造したい造形物はワイングラスである。

図２の制御部２０は、図４（ａ）の三次元ＣＡＤデータを取得する。また、制御部２０は、取得した三次元ＣＡＤデータに基づいて図４（ｂ）の断面データを上下方向における所定の間隔で生成する。さらに、制御部２０は、生成した複数の断面データに基づいて樹脂保持部３０および光学ユニット６０を制御する。図５および図６は、樹脂保持部３０および光学ユニット６０の動作を説明するための図である。

まず、図５（ａ）に示すように、昇降部３３が初期位置に移動される。これにより、ステージ３２の上面が貯留部３１に貯留された光硬化性樹脂の液面（造形面３４）の直下に位置する。次に、図４（ｂ）に示される複数の断面のうち、最も下方に位置する断面が描かれるように、光学ユニット６０から光が光硬化性樹脂の表面に照射される。これにより、図５（ｂ）に示すように、光が照射された光硬化性樹脂の部分が固化し、造形物Ｗの最下部が造形面３４上に製造される。

続いて、ステージ３２が所定の距離だけ下降される。ステージ３２の下降量は、図４（ｂ）の複数の断面の上下方向における間隔と略等しい。この状態で、造形物Ｗの最下部の上方に隣接する断面が描かれるように、光学ユニット６０から光が造形面３４に照射される。これにより、図６（ａ）に示すように、光が照射された光硬化性樹脂の部分が固化し、造形物Ｗの最下部の上の部分がさらに製造される。

その後、ステージ３２が所定の距離だけさらに下降される。また、造形物Ｗのうち既に製造された部分よりも上方の部分の断面が描かれるように、光学ユニット６０から光が造形面３４に照射される。これらが繰り返されることにより、図６（ｂ）に示すように、造形物Ｗが造形面３４上に製造される。

図３に示すように、造形物Ｗの完成後、使用者Ｕは、取出部７５から造形物Ｗを取り出す。ここで、取出部７５とクリーンユニット４０とは、Ｙ方向において、樹脂保持部３０を挟んで互いに対向する。この配置によれば、取出部７５はクリーンユニット４０により供給される清浄気体の下流に位置するので、クリーンユニット４０から取出部７５に向かって清浄気体が供給される。これにより、使用者Ｕが造形物Ｗを取り出す際に発生する異物が貯留部３１内に混入することが防止される。また、異物が造形面３４に付着することが防止される。

（４）変形例
（ａ）第１の変形例
上記実施の形態において、光造形装置１００は整流板５１〜５３を含むが、本発明はこれに限定されない。光造形装置１００は、整流板５１〜５３の一部または全部を含まなくてもよい。図７は、第１の変形例に係る光造形装置１００の構成を示す模式図である。図７においては、図１の本体フレーム１０および制御部２０の図示が省略されている。後述する図８においても同様である。図７に示すように、第１の変形例に係る光造形装置１００は、整流板５１〜５３を含まない。

（ｂ）第２の変形例
上記実施の形態において、クリーンユニット４０は水平面に平行な方向に清浄気体を供給するように配置されるが、本発明はこれに限定されない。クリーンユニット４０は、他の方向に清浄気体を供給するように配置されてもよい。図８は、第２の変形例に係る光造形装置１００の構成を示す模式図である。図８に示すように、第２の変形例に係る光造形装置１００は、下方に清浄気体を供給するように配置される。また、第２の変形例に係る光造形装置１００は、整流板５１〜５３を含まないが、これに限定されず、整流板５１〜５３の一部または全部を含んでもよい。

（５）効果
図９は、従来の光造形装置により製造された造形物Ｗの拡大図である。図９の造形物Ｗは、図５および図６の造形物Ｗとは異なる。図９のＡ部に示されるように、従来の光造形装置により製造された造形物Ｗ内には、糸くず等の微細な異物が混入する。この場合、造形物Ｗの精度が大きく低下する。

本実施の形態に係る光造形装置１００においては、クリーンユニット４０による清浄気体が、光硬化性樹脂の造形面３４に接する内部空間に供給される。この場合、清浄気体により光硬化性樹脂の造形面３４に異物が混入することが防止される。また、流動する清浄気体により熱が放散されるので、光学ユニットへの熱の影響が低減される。これにより、熱の影響を受けることなく造形面３４の所望の位置に光を照射することができる。その結果、造形物Ｗを高い精度で製造することができる。

また、クリーンユニット４０は、筐体７０の側面部７２から内部空間に清浄気体を供給する。この場合、光学ユニット６０とクリーンユニット４０とが干渉しないので、光造形装置１００を小型化することができる。また、造形面３４に接する内部空間に清浄気体を供給することが容易になる。これにより、造形面３４への異物の混入および内部空間の排熱をより容易に行うことができる。

さらに、清浄気体は、整流板５１〜５３により水平方向に案内される。この場合、造形面３４に沿った清浄気体の流れを形成することができる。それにより、内部空間に浮遊するパーティクルが造形面３４に付着することを確実に防止することができる。また、造形面３４に接する内部空間に清浄気体を効率よく供給することができるので、クリーンユニット４０は大量の清浄気体を供給する必要がない。そのため、光造形装置１００の運用コストを低減させることができる。

（６）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、光硬化性樹脂は液状を有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、光硬化性樹脂は、添加物としてセラミック等の粉末材料が添加されることにより流動性を有してもよい。

（ｂ）上記実施の形態において、光硬化性樹脂の上面が造形面３４であるが、本発明はこれに限定されない。光硬化性樹脂の他の部分が造形面３４であってもよい。例えば、光硬化性樹脂の下面が造形面３４であってもよい。

（ｃ）上記実施の形態において、光造形装置１００は本体フレーム１０を含むが、本発明はこれに限定されない。光造形装置１００は本体フレーム１０を含まなくてもよい。

（ｄ）上記実施の形態において、筐体７０は非密閉型の筐体であり、通気性を有するが、本発明はこれに限定されない。クリーンユニット４０により供給される洗浄気体が循環される構成が筐体７０に設けられる場合には、筐体７０は密閉型の筐体であってもよく、通気性を有さなくてもよい。

（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記の実施の形態では、造形物Ｗが造形物の例であり、光造形装置１００が光造形装置の例であり、造形面３４が造形面の例であり、樹脂保持部３０が樹脂保持部の例である。光学ユニット６０が光学ユニットの例であり、筐体７０が筐体の例であり、フィルタ４２がフィルタの例であり、クリーンユニット４０が気体供給部の例であり、側面部７２が側面部の例である。整流ユニット５０が整流部材の例であり、整流板５１〜５３がそれぞれ第１〜第３の整流板の例であり、通過部５３ａが通過部の例であり、取出部７５が取出部の例であり、開口部７７が開口部の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
（８）参考形態
（８−１）本参考形態に係る光造形装置は、光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の造形面に光を照射する光学ユニットと、樹脂保持部を収容する筐体と、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備える。
この光造形装置においては、樹脂保持部が筐体に収容される。光硬化性樹脂が樹脂保持部により保持される。気体供給部による清浄気体が、筐体内の光硬化性樹脂の造形面に接する内部空間に供給される。この状態で、光学ユニットにより光硬化性樹脂の造形面に光が照射される。
この構成によれば、清浄気体により光硬化性樹脂の造形面に異物が混入することが防止される。また、流動する清浄気体により熱が放散されるので、光学ユニットへの熱の影響が低減される。これにより、熱の影響を受けることなく造形面の所望の位置に光を照射することができる。その結果、造形物を高い精度で製造することができる。
（８−２）光学ユニットは樹脂保持部の上方に配置され、造形面は樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、内部空間は、光学ユニットと造形面との間に位置し、筐体は側面部を有し、気体供給部は、側面部から内部空間に清浄気体を供給するように配置されてもよい。
この場合、光学ユニットと気体供給部とが干渉しないので、光造形装置を小型化することができる。また、造形面に接する内部空間に清浄気体を供給することが容易になる。これにより、造形面への異物の混入および内部空間の排熱をより容易に行うことができる。
（８−３）光造形装置は、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を水平方向に案内する整流部材をさらに備えてもよい。この場合、光硬化性樹脂の造形面に沿った清浄気体の流れを形成することができる。それにより、内部空間に浮遊するパーティクルが造形面に付着することを確実に防止することができる。また、造形面に接する内部空間に清浄気体を効率よく供給することができるので、気体供給部は大量の清浄気体を供給する必要がない。そのため、光造形装置の運用コストを低減させることができる。
（８−４）整流部材は、互いに対向するように内部空間の両側部にそれぞれ配置される第１および第２の整流板を含んでもよい。この場合、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を第１および第２の整流板により水平方向に容易に案内することができる。
（８−５）整流部材は、内部空間の上部に配置される第３の整流板をさらに含み、第３の整流板は、光学ユニットから造形面に照射される光が通過する通過部を有してもよい。この場合、光学ユニットから造形面に照射される光を遮ることなく、気体供給部により内部空間に供給された清浄気体を第３の整流板により水平方向に容易に案内することができる。
（８−６）筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、取出部は、樹脂保持部を挟んで気体供給部と対向するように配置されてもよい。この場合、取出部は気体供給部により供給される清浄気体の下流に位置するので、気体供給部から取出部に向かって清浄気体が供給される。これにより、使用者が造形物を取り出す際に発生する異物が樹脂保持部に混入することが防止される。
（８−７）筐体は、熱を外部に放散する開口部を有してもよい。この場合、内部空間で発生した熱を簡単な構成で外部に放散することができる。

本発明は、光造形装置に有効に利用することができる。

１０ 本体フレーム
１１ 底面部
１２ 中面部
１３ 上面部
１４ 支柱
１５ 補強部
１６ 車輪
１７ 支持部
２０ 制御部
３０ 樹脂保持部
３１ 貯留部
３２ ステージ
３３ 昇降部
３４ 造形面
４０ クリーンユニット
４１ ファン
４２ フィルタ
４３ 電源装置
５０ 整流ユニット
５１〜５３ 整流板
５３ａ 通過部
６０ 光学ユニット
６１ 光源
６２ 光強度変調器
６３ ビームエクスパンダ
６４ レンズ
６５，６６ ガルバノミラー
６５ａ，６６ａ アクチュエータ部
６５ｂ，６６ｂ ミラー部
７０ 筐体
７１ 扉部
７２〜７４ 側面部
７５ 取出部
７６ 窓部
７７ 開口部
１００ 光造形装置
Ｗ 造形物

Claims (8)

1. 光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、
   造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、
   前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の前記造形面に光を照射する光学ユニットと、
   前記樹脂保持部を収容する筐体と、
   前記筐体内の光硬化性樹脂の前記造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、
   前記光学ユニットは前記樹脂保持部の上方に配置され、
   前記造形面は前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、
   前記内部空間は、前記光学ユニットと前記造形面との間に位置し、
   前記筐体は側面部を有し、
   前記気体供給部は、水平面に平行な方向に清浄気体を供給するように配置され、前記清浄気体が前記造形面に沿って流れるように前記側面部から前記内部空間に前記清浄気体を供給する、光造形装置。
2. 光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、
   造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、
   前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の前記造形面に光を照射する光学ユニットと、
   前記樹脂保持部を収容する筐体と、
   前記筐体内の光硬化性樹脂の前記造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、
   前記光学ユニットは前記樹脂保持部の上方に配置され、
   前記造形面は前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、
   前記内部空間は、前記光学ユニットと前記造形面との間に位置し、
   前記筐体は側面部を有し、
   前記気体供給部は、前記清浄気体が前記造形面に沿って流れるように前記側面部から前記内部空間に前記清浄気体を供給し、
   前記筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、
   前記取出部は、前記樹脂保持部を挟んで前記気体供給部と対向するように前記清浄気体の流れの下流側に配置される、光造形装置。
3. 光造形法により立体的な造形物を製造する光造形装置であって、
   造形面を有するように光硬化性樹脂を保持する樹脂保持部と、
   前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の前記造形面に光を照射する光学ユニットと、
   前記樹脂保持部を収容する筐体と、
   前記筐体内の光硬化性樹脂の前記造形面に接する内部空間にフィルタにより浄化された清浄気体を供給する気体供給部とを備え、
   前記筐体には、造形物の取り出しを可能にする取出部が設けられ、
   前記取出部は、前記樹脂保持部を挟んで前記気体供給部と対向するように前記清浄気体の流れの下流側に配置される、光造形装置。
4. 前記光学ユニットは前記樹脂保持部の上方に配置され、
   前記造形面は前記樹脂保持部により保持された光硬化性樹脂の上面であり、
   前記内部空間は、前記光学ユニットと前記造形面との間に位置し、
   前記筐体は側面部を有し、
   前記気体供給部は、前記側面部から前記内部空間に前記清浄気体を供給するように配置される、請求項３記載の光造形装置。
5. 前記気体供給部により前記内部空間に供給された前記清浄気体を水平方向に案内する整流部材をさらに備える、請求項１、２または４記載の光造形装置。
6. 前記整流部材は、互いに対向するように前記内部空間の両側部にそれぞれ配置される第１および第２の整流板を含む、請求項５記載の光造形装置。
7. 前記整流部材は、前記内部空間の上部に配置される第３の整流板をさらに含み、
   前記第３の整流板は、前記光学ユニットから前記造形面に照射される光が通過する通過部を有する、請求項５または６記載の光造形装置。
8. 前記筐体は、熱を外部に放散する開口部を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光造形装置。

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